In dieser Unterrichtseinheit zu Naturkatastrophen interpretieren die Lernenden Satellitenbilder zu den Folgen des Erdbebens in Haiti im Januar 2010. Dabei wenden sie mithilfe des virtuellen Globus Google Earth Methoden der Fernerkundung zur Beurteilung der Schäden an. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Anfang des Jahres 2010 hat sich mit dem Erdbeben in Haiti die verheerendste Naturkatastrophe seit dem Tsunami im Indischen Ozean 2004 ereignet. Eine Vielzahl an ortsfremden Rettungskräften und Hilfsorganisationen waren bei der Bewältigung der Katastrophe im Einsatz. Um Aussagen über die Folgen des Ereignisses machen zu können und den Hilfskräften möglichst aktuelle und präzise Informationen in Form von Karten und Koordinaten geben zu können, bietet sich der Einsatz von Fernerkundungsdaten an. Indem die Schülerinnen und Schüler mit Google Earth Pro die Lage vor Ort analysieren, können sie Schäden kartieren und geeignete Schadenskategorien erstellen. Die Unterrichtseinheit ist im Rahmen des Projekts "Fernerkundung in Schulen" (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn entstanden. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II.Ziel der Unterrichtseinheit "Haiti – Katastrophenhilfe aus dem All" ist es, mithilfe des virtuellen Globus Google Earth eine Kartierung der Erdbebenfolgen in einem kleinen Gebiet der Hauptstadt Haitis, Port-au-Prince durchzuführen. Dabei sollen Veränderungen, die sich in dem Gebiet zwischen zwei Zeitpunkten ergeben haben, analysiert werden. Dieses Vorgehen simuliert auf kleiner Ebene und mit ähnlichen Werkzeugen die Arbeitsweise von Zivil- und Katastrophenschutzeinrichtungen. Darüber hinaus ist die Gewinnung von Informationen aus Multimedia-Angeboten und aus internetbasierten Geoinformationsdiensten ein wichtiger Aspekt. Technische Hinweise und Unterrichtsverlauf Mithilfe der Anwendung Google Earth Pro führen die Lernenden eine Kartierung der Erdbebenfolgen in einem kleinen Gebiet der Hauptstadt Haitis durch. Die Schülerinnen und Schüler können die Schäden der Erdbeben in Haiti ermitteln und einschätzen. können durch einen visuellen Vergleich Unterschiede zwischen Bildern benennen. nehmen eine Kartierung der Schäden vor. machen eigene gestalterische Vorschläge zur Klassifizierung von Schadenskategorien. beherrschen die Grundfunktionen von Google Earth. Einweisung in Google Earth (Pro) Zunächst machen sich die Schülerinnen und Schüler ein Bild von der geographischen Lage, der Größe und der Umgebung Haitis. Dies können sie, indem sie erste Erfahrungen mit den Grundfunktionen des Programms sammeln. Die wichtigsten Funktionen sind intuitiv verständlich und darüber hinaus im Tutorial anschaulich erklärt. In einem Gruppengespräch setzen sich die Schülerinnen und Schüler in die Lage eines Helferteams hinein und machen sich gemeinsam Gedanken zur Erstellung einer Karte. Die Lehrkraft stellt daraufhin die Aufgabe vor und teilt den Teams jeweils ein Untersuchungsgebiet mit vier Teilgebieten zu. Dabei kann ein Untersuchungsgebiet auch mehrmals vergeben werden. Haben sich die Lernenden orientiert und sich ein Bild über die Schäden im Untersuchungsgebiet gemacht, kann mit der Kartierung der Schäden begonnen werden. Hierzu sollen die vorgegebenen vier Teilgebiete von jeder Gruppe sinnvoll in Kategorien unterschiedlichen Schadensausmaßes eingeteilt werden. Eine sinnvolle Kategorisierung und deren Darstellung soll durch die Schülerinnen und Schüler entwickelt und umgesetzt werden. Besprechung und Ergebnissicherung In der Sicherungsphase sollen Beobachtungen, Vorgehensweisen und Probleme der einzelnen Gruppen vorgestellt und besprochen werden. Es bietet sich an, über den Nutzen der Fernerkundung, das Vorgehen beim Erstellen einer kartographischen Darstellung und Kategorisierung zu diskutieren. Eine weitergehende Frage ist, was mit den Kategorien passiert, wenn man das Untersuchungsgebiet auf alle Gebiete erweitert. Straßen Analog zur Kategorisierung der Gebäudeschäden kann auch der Zustand der Straßen des jeweiligen Untersuchungsgebietes analysiert und bewertet werden. Dabei ist es sinnvoll, mithilfe der Zeitfunktion auf den Zeitpunkt unmittelbar nach dem Erdbeben zu wechseln (13. Januar 2010). Zu diesem Zeitpunkt sind die Schäden und Blockaden der Straßen noch stärker vorhanden. Klickt man auf das Uhrsymbol, wird ein Schieberegler mit einer Zeitskala eingeblendet. Bei dieser Aufgabe erstellen die Schülerinnen und Schüler selbst Vektordaten, indem sie mit der Funktion "Pfad" die Straßen selbst kartieren. Erdbebensicherheit Um die Anfälligkeit verschiedener Gebäude für Erdbeben zu untersuchen, können beispielsweise die Hafengebäude im Nord-Westen der Stadt zu verschiedenen Zeitpunkten (04. März 2008 / 27.07.2010) betrachtet werden. Diese Vorgehensweise erlaubt Spekulationen über das Alter der Gebäude und deren Bauweise.

In dieser Unterrichtseinheit zu linearen Funktionen setzen sich die Lernenden mit dem mathematischen Funktionsbegriff auseinander und wenden ihn in einer anschaulichen Fragestellung aus der Fernerkundung an. Dabei erarbeiten sie Möglichkeiten zur Korrektur verzerrter Scannerbilder mithilfe einer linearen Funktion. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Zentrales Element dieser Lerneinheit zu linearen Funktionen ist das Beispiel eines Flugzeugs, das für Scanneraufnahmen über eine Landschaft fliegt und durch eine Windböe vom geraden Kurs abkommt. Die dadurch auf dem Scannerbild entstandene Verzerrung können die Schülerinnen und Schüler durch eine Funktion korrigieren. Zusätzlich zum Verständnis der mathematischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Das Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht.Ziel der Unterrichtseinheit ist es, Aufgaben und die Mechanismen einfacher linearer Funktionen zu verstehen. Durch die praktische Anwendung sollen mögliche Verständnisbarrieren frühzeitig überwunden werden und den Lernenden ein klarer Bezug der mathematischen Inhalte zu realen Situationen aufgezeigt werden, in diesem Fall zur rechnerischen Entzerrung von Scannerbildern. Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe des Moduls das Verständnis für den Sinn und die Charakteristik von einfachen Funktionen festigen, bevor es lehrplangemäß zur Vertiefung dieser Thematik kommt. Es ist jedoch denkbar, Themen wie den Aufbau einer Funktionsgleichung oder die Herleitung einer Funktionsgleichung aus zwei Punkten eines Graphen an das Modul anzulehnen und sich im regulären Unterricht sukzessive die Werkzeuge zur Lösung des Moduls zu erarbeiten. Die mathematische Auseinandersetzung mit dem Funktionsbegriff ist zentrale Aufgabe des Moduls. Zusätzlich lernen die Schülerinnen und Schüler Aspekte der Fernerkundung kennen. Einführung in das Computermodul Das interaktive Modul "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" gliedert sich in ein Startmenü, eine Einleitung und den in drei Bereiche unterteilten Aufgabenteil. Aufgabenteil im Computermodul Hier wird der Aufgabenteil mit den drei Bereichen Analyse, Funktion und Entzerrung des interaktiven Moduls "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" genauer beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler können die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen. stellen einen klaren Bezug zwischen den mathematischen Inhalten und der realen Situation her. kennen die Struktur eines digitalen Bildes und können sie auf die Problemstellung übertragen. formulieren die Anforderung an eine Funktion, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. verstehen den Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes. Nach der Weiterleitung in diesen Bereich sind in der linken Navigationsleiste drei Felder zu erkennen, über welche die Bereiche 1, 2 und 3 frei anwählbar sind. Im Aufgabenteil sollen die Schülerinnen und Schüler den Kern des Problems der Driftverzerrung erfassen und können nun interaktiv arbeiten. Bereich 1: Analyse Hier stehen den Lernenden zwei Bilder zur Verfügung. Ein unverzerrtes Vergleichsbild und das verzerrte Bild, welches im Laufe der Vorgeschichte entstanden ist. Aufgabe ist es die Unterschiede in den Bildern genau zu definieren. Dabei hilft ihnen ein Tool, mit dessen Hilfe sie in beiden Bildern einen Bildausschnitt vergrößern können. Der Button "Aufgaben" öffnet ein Feld mit den drei innerhalb dieses Bereichs zu lösenden Aufgabenstellungen. Im linken Bereich ist ein Schema abgebildet, welches alle für die Lösung der Aufgaben relevanten Angaben enthält (Abbildung 3, bitte auf den Platzhalter klicken). Ziel ist es, eine Aussage über die Anzahl der Bildspalten treffen zu können, um die die erste und die letzte Bildzeile im verzerrten Bild versetzt sind. Dazu muss der Betrag in Meter, um den das Flugzeug am Ende der Aufnahme abgewichen ist, in Pixel umgerechnet werden. Der Betrag in Bildspalten y, um den die erste, also oberste Bildzeile x versetzt ist, wird als Punkt A in das Graphenmodul auf der rechten Seite eingegeben. Punkt B setzt sich aus dem Versatz der letzten, also untersten, Bildzeile x2 um die Anzahl der Bildspalten y2 zusammen. Bei den Berechnungen wird eine Genauigkeit von zwei Nachkommastellen als ausreichend betrachtet. Dieser Bereich dient der Überprüfung der aufgestellten Funktion. Sie kann unten links in die Felder eingetragen werden. Der Button "Bild entzerren" versetzt die Bildzeilen des verzerrten Bildes entsprechend der eingegebenen Funktion. Die richtige Funktionsgleichung führt auch zum richtigen Ergebnis. Zur Überprüfung ist links noch einmal das verzerrte Bild dargestellt. Der Button mit den entgegengesetzten Pfeilen bietet die Möglichkeit, das unverzerrte Kontrollbild einzublenden. In diesem Bereich kann zum besseren Verständnis der Vorgänge auch experimentiert werden. Grundsätzlich führt eine erhöhte Steigung des durch die Funktionsgleichung beschriebenen Graphen zu einer stärkeren Verzerrung. Der y-Achsenabschnitt beschreibt einen Versatz des Bildes in positive oder negative Richtung. Das Programm beachtet dabei nur diskrete Werte. Kommastellen werden gerundet. So findet die Verschiebung nur in ganzen Pixelwerten statt. Stunde 1 Stundenziel: Der fernerkundliche Hintergrund soll verstanden werden und die Überleitung zur mathematischen Fragestellung durchgeführt werden. Feinziele (FZ): FZ 1: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen können. FZ 2: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Struktur eines digitalen Bildes kennen und auf die Problemstellung übertragen können. FZ 3: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Anforderung an eine Funktion formulieren, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. Phase Inhalt Sozial- / Aktionsform Medien / Dateien Einführung Erläuterungen zur Fernerkundung; Abbildungen zur Entstehung von Scannerbildern; Verdeutlichung über den Startbildschirm des Computermoduls Unterrichtsgespräch Folien 1 und 2; Computer und Beamer; Startbildschirm des Computermoduls Problematisierung Einführung der Problemstellung Gruppenarbeit Computer, Punkt "Einführung" im Computermodul Erarbeitung Schülerinnen und Schüler verdeutlichen sich die Verzerrung anhand der Aufgabenstellungen im Bereich "Analyse". Gruppenarbeit Computer, Punkt "Analyse" im Computermodul Bündelung Zusammenfassen der Erkenntnisse Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Analyse" im Computermodul Stunde 2 Stundenziel: Eine lineare Funktion soll aufgestellt werden, mit deren Hilfe das verzerrte Bild entzerrt werden kann. Feinziele (FZ): FZ 1: Die Schülerinnen und Schüler sollen denn Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes verstehen. Phase Inhalt Sozial- / Aktionsform Medien / Dateien Einführung Wiederholung der am Ende der letzten Stunde formulierten Anforderung an die Funktion Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Analyse" im Computermodul Problematisierung 1. Es ist noch nicht bekannt, um wie viele Pixel die Bildreihen maximal verschoben sind. 2. Die Funktion selber ist noch nicht bekannt. 3. Die Funktion muss auf das Bild angewendet werden. Gruppenarbeit Computer, Punkt "Funktion" im Computermodul Erarbeitung Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich anhand der Aufgabenstellungen im Bereich "Funktion" die Funktion und testen sie im Bereich "Entzerrung". Gruppenarbeit Computer, Punkte "Funktion" und "Entzerrung" im Computermodul Bündelung Zusammenfassen der Erkenntnisse, auch durch die Möglichkeit mithilfe beliebiger Funktionen das Bild zu verzerren Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Entzerrung" im Computermodul Um den Kern der Problematik im Modul erfassen zu können, ist eine kurze Erklärung notwendig, denn die hier behandelte Verzerrung ist nur charakteristisch für Scannerbilder. Die Beispiele aus den Hintergrundinformationen und vor allem die interaktive Animation am Anfang des Moduls sollen hier behilflich sein. Folie 1 zeigt klar den Unterschied zwischen einem normalen Luftbild und einem Scannerbild auf. Um zu verdeutlichen, wo die Vorteile eines Scannerbildes liegen, kann Folie 2 gezeigt werden. Die Unterrichtseinheit "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus ist die durchgeführte Bildkorrektur nur mithilfe eines Rechners durchführbar. Ein Umstand, der den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher bringt. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Es wird durch Ausführen der Datei "FIS_Pixel auf Abwegen.exe" gestartet. Dazu ist ein Adobe Flash Player notwendig. Der erste Bereich des Computermoduls "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" wird nach dem Start automatisch geladen. Die Animation verdeutlicht die Arbeitsweise eines flugzeuggestützten Scanners. Das Flugzeug scannt dabei eine Landoberfläche ab, gleichzeitig wird auf der rechten Seite der gescannte Bildbereich Reihe für Reihe, der aktuellen Flugzeugposition entsprechend, aufgebaut. Abbildung 1 verdeutlicht dies (Platzhalter bitte anklicken). Die mittig angeordneten Pfeile dienen der Beeinflussung des Flugverhaltens. Das gescannte Bild reagiert dabei auf die ausgelösten Manöver und die entstandene Verzerrung wird angezeigt. Wird eine Seitwärtsbewegung ausgelöst, erscheint ein Button. Ein Klick auf den Button "Driftverzerrung bearbeiten" leitet über zum nächsten Menüpunkt. Zur Anpassung der Animation an geringere Rechnerleistung kann die Qualität mithilfe des Buttons im oberen linken Fensterbereich angepasst werden. Der zweite Bereich bietet eine animierte Einführung, in der ein Flugzeug über eine Landschaft fliegt. Abbildung 2 gibt einen Eindruck dieser Animation (bitte auf den Platzhalter klicken). Eine semi-fiktionale Geschichte erzählt kurz, wie es zur Situation der Driftverzerrung gekommen ist, die es auf mathematischem Weg zu lösen gilt. Die "Weiter"-und "Zurück"-Buttons navigieren durch die beiden Abschnitte dieses Bereichs und leiten zum dritten Bereich, dem Aufgabenteil, weiter.

Hier finden Sie Informationen und Anregungen für den Unterricht im Themenkomplex Ökologie und Umwelt, Klimawandel, Umweltschutz und Klimapolitik. Oft kommen Kinder mit Fragen, die in den Medien diskutiert werden, in die Schule und erwarten Erklärungen. "Umwelt im Unterricht" greift jede Woche ein aktuelles Thema mit Umweltbezug auf und bietet dazu Hintergrundinformationen, Medien und Materialien sowie Unterrichtsideen. Sie können flexibel an verschiedene Lernniveaus und Altersstufen angepasst werden. Flexible Nutzung Die Inhalte sind darauf ausgerichtet, Themen auch bei knappem Zeitbudget kurzfristig in den Unterricht aufnehmen zu können. Daher erfordern die Unterrichtsideen wenig Zeit, sind aber leicht erweiterbar. Die Informationen werden verständlich und kompakt aufbereitet und erleichtern die Vorbereitung. Die Textinhalte stehen unter einer Creative Commons-Lizenz und dürfen bei Bedarf bearbeitet werden. Medien können heruntergeladen werden, um sie in der gewünschten Form im Unterricht zu verwenden. Aktuelle Anlässe Die Materialien greifen Anlässe auf, die in den Medien präsent oder aus anderen Gründen für Schülerinnen und Schüler aktuell sind. Dazu gehören auch Themen, die erst auf den zweiten Blick Umweltthemen sind - auch Events wie Olympia oder die Fußball-WM haben mittlerweile Nachhaltigkeitskonzepte. Und es gibt die "leisen" Themen, die im Leben von Schülerinnen und Schülern immer wieder wichtig sind. Im Sommer zum Beispiel die Qualität von Badegewässern. Langfristig relevant Über welche Ereignisse wird im Fernsehen berichtet? Was ist zurzeit Gesprächsthema bei Schülerinnen und Schülern? Die Redaktion der Website beobachtet kontinuierlich Medien und atuelle Themen und wählt besonders präsente Anlässe aus. Aufbereitet werden nur Themen, die auch langfristig relevante Fragen aufwerfen. Weit gefächertes Archiv Die Hintergrundinformationen und Vorschläge für den Einstieg im Unterricht schlagen die Brücke vom aktuellen Anlass zu grundlegenden Fragestellungen. Die Materialien sind jedoch auch anlassunabhängig verwendbar. So entsteht auf der Website ein wachsendes Archiv, das nach Themen und Stichworten bequem durchsucht werden kann. Lebenswirklichkeit im Fokus Für die Aufbereitung der Materialien wurden redaktionelle Standards entwickelt, die sich an den Maßstäben der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) orientieren. Die Unterrichtsinhalte sollen an die Lebenswirklichkeit von Kindern und Jugendlichen anknüpfen. Neben ökologischen Aspekten eines Themas sollen auch ökonomische und soziale Aspekte einbezogen werden. Der Unterricht zielt darauf, Gestaltungskompetenz zu erwerben - die Fähigkeit, gemeinsam mit anderen Lösungen zu entwickeln. Darum werden partizipative Unterrichtsformen berücksichtigt. Rückmeldung erwünscht! Die Idee zum Konzept von "Umwelt im Unterricht" basiert auf der Rückmeldung von Lehrkräften. In Evaluationsworkshops zu umfangreichen Unterrichtseinheiten des Bundesumweltministeriums im Print-Format wurde das Bedürfnis an Hintergrundinformationen zu aktuellen Themen und flexibel einsetzbaren Materialien deutlich. Kontinuierliche Weiterentwicklung "Umwelt im Unterricht" soll auch weiterhin an die Bedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer angepasst und kontinuierlich weiterentwickelt werden. Auch die Redaktion von "Umwelt im Unterricht" möchte lernen und lädt im Blog zum Austausch ein. Darüber hinaus bietet sie dort Einblicke in die Werkstatt: Geplant ist, dort ergänzende hilfreiche Informationen zu veröffentlichen, die während der Arbeit am Projekt gesammelt werden - zum Beispiel kommentierte Informationsquellen, Links zu Foto-Archiven oder Tipps zum Umgang mit digitalen Medien. "Umwelt im Unterricht" wird im Auftrag des Bundesumweltministeriums von einem Team von Fachleuten für Online-Bildungsmedien in Zusammenarbeit mit Autorinnen und Autoren für Unterrichtsmaterialien erstellt. Koalitionswechsel per Vertrauensfrage Allerdings verweist Schröder auf historische Vorbilder. Seinen Amtsvorgänger Helmut Kohl (CDU) hatte der Bundestag 1982 zum Bundeskanzler gewählt. Zuvor hatte die FDP, die unter Bundeskanzler Helmut Schmidt eine Koalition mit der SPD eingegangen war, ihren Koalitionspartner gewechselt. CDU und FDP konnten das konstruktive Misstrauensvotum für sich entscheiden und Helmut Schmidt musste Helmut Kohl weichen. Ein Nationalpark dient dem Schutz der Natur. Sie wird dort möglichst sich selbst überlassen, der Mensch hat nur in Randbereichen Zugang. Im Gegensatz dazu schützen Biosphärenreservate gerade das Miteinander von Mensch und Natur. Es handelt sich dabei um Gebiete, in denen sich durch die nachhaltige Bewirtschaftung eine einzigartige Kulturlandschaft entwickelt und erhalten hat. Die hier beschriebene interaktive Lernumgebung vermittelt anhand des Rhönschafs Hintergründe und Zusammenhänge, warum beispielsweise die Kulturlandschaft der Rhön schützenswert ist. Eine weitere Aufgabenstellung befasst sich mit der Planung eines fiktiven Naturschutzgebietes und dem Konflikt, einerseits Besuchern Zugang zu gewähren, andererseits die Natur möglichst unbeeinflusst zu belassen. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Unterschied zwischen Biosphärenreservat und Nationalpark kennenlernen. die Bedeutung des Rhönschafs für die gleichnamige Kulturlandschaft erfahren. sich mit den Ansprüchen der verschiedenen Interessensgruppen auseinandersetzen. wirtschaftliche, ökologische und soziale Aspekte des Rhönschafs kennenlernen. ein fiktives Naturschutzgebiet planen und dabei eine Reihe von Vorgaben berücksichtigen. Die Schülerinnen und Schüler sollen eine interaktive Lernumgebung bedienen. Informationen zur Thematik aus einem Text entnehmen, wesentliche Aussagen verstehen und in eigenen Texten wiedergeben können. das Internet als Informationsquelle kennen- und anwenden lernen. Die Schülerinnen und Schüler sollen durch die fachübergreifende und interaktive Aneignung der Thematik mithilfe einer Lernsoftware interdisziplinär Erkenntnisse gewinnen und handeln können. Thema Biosphärenreservate und Nationalparks Autor Uwe Rotter Fächer Biologie, Geographie, Politik Zielgruppe Klasse 8 bis 10 Zeitraum circa 2 bis 4 Unterrichtsstunden, abhängig von der Verteilung der Arbeitsaufträge Technische Voraussetzungen Betriebssystem Windows ab Version 98, Internet-Explorer ab Version 6, Flash-Player, Installation der kostenlosen Software "bildungsservice-digital" (siehe "Download"), Beamer für die Einführung, Internetzugang Selbstgesteuertes Lernen Das didaktische Konzept fokussiert eine weitgehend selbstständige Erarbeitung der Inhalte. Der hohe Grad an Interaktivität und die multimediale Aufbereitung der Themen regen zum Nachforschen an. Grafische Elemente können per Drag & Drop so positioniert werden, dass dadurch inhaltliche Aussagen entstehen, zum Beispiel durch das Verschieben eines Wanderweges auf einer interaktiven Karte. Arbeitsergebnisse können in einem virtuellen Rucksack verstaut und später an geeigneter Stelle wieder ausgepackt werden. So werden Inhalte wiederholt und vertieft. Bei Bedarf können eigene Inhalte (Texte und Bilder) einfach eingefügt werden. Anpassung an individuelle Anforderungen Beim Beenden der Lerneinheit bietet das Modul die Möglichkeit, die Arbeitsergebnisse zu speichern. So kann zu einem späteren Zeitpunkt die Beschäftigung an der gleichen Stelle wieder aufgenommen werden. Dies ist nicht nur für Lernende, sondern auch für Lehrkräfte interessant: Die Option, eigene Aufgabentexte und andere digitale Materialien einzufügen, abzuspeichern und den Lernenden zur Verfügung zu stellen, ermöglicht die Erstellung individualisierter Lernmodule. Hinweise zur Nutzung Hier finden Sie Hinweise und Vorschläge, wie Sie das Lernmodul im Unterricht einsetzen können. Screenshots geben Ihnen einen Eindruck davon. Kostenlose Client-Software Um dieses Lernmodul zu nutzen, benötigen Sie eine spezielle Client-Software. Diese Software können Sie nach dem Herunterladen der Datei "bildungsservice-digital.exe" (siehe Startseite dieser Unterrichtseinheit) kostenlos installieren. Bei der Installation wird ein neues Icon auf Ihrem Desktop angelegt: Bildungsservice digital. Durch Doppelklick auf dieses Icon erscheint eine Auswahl mehrerer Lernmodule. Zum Starten des entsprechenden Lernmoduls klicken Sie bitte auf die zugehörige Grafik. Internetzugang notwendig Die installierte Client-Software bietet Ihnen den Zugang zu verschiedenen Lernmodulen. Zum Starten eines Lernmoduls benötigt diese Software allerdings Daten aus dem Internet. Das Programm "kennt" die Adresse, Sie müssen nur sicherstellen, dass Ihr Computer Internetzugang hat. Vorteil dieser Methode ist einerseits, dass Sie immer auf die aktuellste Version des Lernmoduls zugreifen und andererseits, dass Sie automatisch Zugang zu weiteren Kursen haben, sobald diese von uns freigeschaltet werden. Überblick verschaffen Zunächst sollten Sie sich selbst mit dem Lernmodul vertraut machen. Dazu bietet Ihnen das Lernmodul eine integrierte Hilfe-Funktion. Ein so genannter "Schnelleinstieg" zeigt alle zur Verfügung stehenden Funktionen. Da alle Lernmaterialien und Aufgabenstellungen in dem Lernmodul integriert sind, wird Ihr Einstieg voraussichtlich nicht viel Zeit benötigen. Mögliche Individualisierung Bitte beachten Sie, dass Sie eigene Texte und Bilder einbinden können. Damit bietet Ihnen das Lernmodul die Möglichkeit, individuelle Aufgabenstellungen zu integrieren. Wenn Sie diese Option nutzen wollen, sollten Sie sich etwas intensiver mit der Funktion "Eigenes Medienelement einfügen" beschäftigen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch die Möglichkeit, die individualisierte Version der Lernumgebung abzuspeichern. Über die Funktion "Öffnen" können Ihre Schülerinnen und Schülern dann Ihre spezielle Version der Lernumgebung nutzen. Gruppenbildung Im Rahmen des Lernmoduls werden schwerpunktmäßig folgende Themenbereiche behandelt: "Wie plane ich ein Schutzgebiet?", "Das Rhönschaf" und "Möglichkeiten, selbst aktiv zu werden". Dadurch ist die Bearbeitung des Lernmoduls sehr gut für die Aufteilung in Gruppen geeignet. Jede Gruppe könnte sich mit "ihrem" Thema beschäftigen und die im Lernmodul integrierten Aufgaben bearbeiten. Schließlich können sich alle Gruppen wieder zusammenfinden und ihre Arbeitsergebnisse präsentieren und diskutieren. Präsentieren oder Entdecken Natürlich sollten Sie Ihren Schülerinnen und Schülern zunächst die Möglichkeit geben, sich mit der Bedienung der Plattform vertraut zu machen. Es bietet sich an, anhand einer Beamer-Präsentation die wichtigsten Funktionen zu erläutern. Sie können aber auch Ihren Schülerinnen und Schülern den Auftrag geben, sich mit dem "Schnelleinstieg" zu beschäftigen und ihnen etwas Zeit geben, sich mit der Umgebung vertraut zu machen. Zahlreiche Hilfestellungen Bei der Erarbeitung neuer Inhalte tauchen immer wieder Begriffe auf, die für viele Schülerinnen und Schüler erklärungsbedürftig sind. Daher sind viele Begriffe mit Zusatzinformationen hinterlegt, die beim Anklicken erscheinen. Anhand der Lernmodul-Seite "Nationalparks und Biosphärenreservate - Infoblatt" können sich die Schülerinnen und Schüler mit der Bedeutung solcher Schutzgebiete beschäftigen. Auf zwei Übersichtskarten sind alle deutschen Nationalparks und Biosphärenreservate eingetragen. Anhand von Internetlinks können weitere Informationen darüber aufgerufen werden. Hohe Interaktivität Zu jedem der angebotenen Themenbereiche ("Wie plane ich ein Schutzgebiet?", "Das Rhönschaf" und "Möglichkeiten, selbst aktiv zu werden") gibt es kleine Online-Aktivitäten und zugehörige Aufgaben. Schülerinnen und Schüler, die Unterstützung benötigen, können sich in der Regel einen Tipp in der Lernumgebung aufrufen. Um Ihnen einen Eindruck von der Lernumgebung zu geben, werden nachfolgend exemplarisch drei Seiten vorgestellt. Beim Anklicken der Grafiken öffnet sich jeweils der zugehörige Screenshot der kompletten Seite des Lernmoduls. Planung eines Schutzgebiets Auf dieser Seite steht eine Karte eines fiktiven Schutzgebietes zur Verfügung, auf der ein Wanderweg, ein Mountainbikekurs und ein asphaltierter, behindertengerechter Zugang visualisiert werden. Die zugehörigen Elemente können interaktiv verschoben werden, wobei eine Reihe von Vorgaben (zum Beispiel, dass Wildtiere nicht gestört werden dürfen, dass eine Aussichtsplattform gut zugänglich sein soll...) zu berücksichtigen sind. Das Rhönschaf Das Rhönschaf ist ein Beispiel für eine Nutztierrasse, die in ihrem Verbreitungsgebiet das Landschaftsbild prägt. Durch das Weiden der Tiere haben Bäume und Sträucher keine Chance zu wachsen, die Landschaft bleibt offen. Auf dieser Seite des Lernmoduls sollen sich die Lernenden mit den Wechselwirkungen der Schafhaltung mit ihrer Umgebung beschäftigen. Welche wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Aspekte gibt es? Wo kann ich mich engagieren? Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, selbst im Natur- und Artenschutz aktiv zu werden. Hier sollen sich die Schülerinnen und Schüler über ausgewählte Organisationen informieren. Ergänzt werden soll die Auflistung um örtliche Vereine oder sonstige Organisationen, bei denen sich Jugendliche engagieren können. Abspeichern Das bearbeitete Lernmodul kann jederzeit gespeichert werden. Dabei bietet es sich an, dass die Schülerinnen und Schüler eine für sie oder ihre Gruppe individuelle Datei-Bezeichnung auswählen, zum Beispiel "michael_schmidt_schutzgebiet.nebs". Dadurch wird einerseits gewährleistet, dass nicht durch versehentliches Vertauschen von Dateien Inhalte verloren gehen. Andererseits haben Sie dadurch die Möglichkeit, detaillierte Einsicht in die Arbeitsergebnisse zu erhalten. Präsentieren Insbesondere wenn das Lernmodul in Gruppen bearbeitet wurde, bietet es sich an, dass jede Gruppe ihre Arbeitsergebnisse vorstellt. Dazu kann entweder per Beamer die relevante Seite projiziert werden; die Lernumgebung bietet aber auch die Möglichkeit, den Bildschirminhalt auszudrucken. Die Lösung (siehe Abb. 5) müssen folgende Aspekte berücksichtigen: Schwarzstörche sind Waldbrüter und sehr scheu. Um die Schwarzstörche zu schützen, muss rund um die zwei Brutplätze jeweils ein 500-Meter-Umkreis zur absoluten Ruhezone erklärt werden. Die Besucherplattform sollte durch einen Weg von Süden erreichbar sein, um die absolute Ruhezone nicht zu kreuzen und um möglichst wenig Fläche zu versiegeln. Die Parkplätze sollten möglichst weit außerhalb geplant werden, gegebenenfalls in der Nähe der Straße, dafür kann der asphaltierte Weg länger sein. Der Wanderweg kann zunächst rechtsseitig entlang des Baches geführt werden, sollte danach abknicken und am westlichen Waldrand entlangführen (Schatten!). Eine Brückenlösung zum Überqueren des Baches wäre zwar denkbar, ist aber ein verhältnismäßig großer Eingriff. Die Heidefläche wird im südlichen Teil durchkreuzt, der Weg führt dann entlang der Ostseite des Waldes zurück zum Ausgangspunkt. Die Mountainbike-Strecke kann parallel zum Besucherweg geführt werden, sollte ihn aber nicht kreuzen. Der Parcours beginnt sinnvollerweise am linken, steileren Hang. Die Schülerinnen und Schüler entdecken, dass das Rhönschaf im Mittelpunkt eines Beziehungsgeflechts steht (Auswahl): Das Schaf liefert dem Menschen Nahrung (Fleisch), die zum Beispiel der Metzger beziehungsweise der Landwirt verarbeitet und verkauft, unter anderem auch an die örtliche Gastronomie. Das Schaf frisst auch junge Baumtriebe und hält damit die Landschaft offen (Beweidung), dadurch bleibt der Erlebniswert für Wanderer erhalten. Davon wiederum lebt die örtliche Gastronomie. Das Schaf liefert Mist, der zur Düngung der Felder genutzt wird, dazu Fleisch und Wolle. Die Produkte werden entweder direkt verarbeitet und dann vermarktet oder vom Landwirt weitergegeben. Wirtschaftliche Aspekte Das Schaf liefert Fleisch und Wolle, die verarbeitet und vermarktet werden. Ökologische Aspekte Die extensive Schafbeweidung erhält die typische Offenlandschaft des Mittelgebirges Rhön, ohne durch zu hohen Fraßdruck eine Schädigung der lokalen Vegetation zu verursachen. Durch die Offenhaltung der Landschaft können sich zahlreiche Tiere und Pflanzen dort ansiedeln beziehungsweise erhalten, für die eine offene Feldflur notwendig ist. Soziale Aspekte Die Schafhaltung ermöglicht Arbeitsplätze und Wirtschaftsbetriebe, die direkt vom Haustier abhängen: Schäfer, Landwirte, Metzger, Gastwirte, Tierärzte. Indirekt ist auch der Fremdenverkehr betroffen (Gastronomie, Dienstleister im Tourismus allgemein). Was können die Schülerinnen und Schüler mit ihrem neu erworbenen Wissen anfangen? Insbesondere die Biosphärenreservate in Deutschland bieten eine Fülle von Angeboten zur Mitarbeit für Jugendliche aller Altersstufen. Sie können hier zum Beispiel bei der Gestaltung von Lehrpfaden mitwirken, am Junior-Ranger-Programm teilnehmen oder ein Praktikum ableisten. Weitere Informationen finden Sie auf den Internetseiten der einzelnen Biosphärenreservate. Schauen Sie bei der Dachorganisation EUROPARC vorbei, dort finden Sie die einzelnen Internetlinks. Biosphärenreservate und Nationalparks Über diesen Link gelangen Sie zurück zur Startseite der Unterrichtseinheit. Der Einstieg erfolgt über aktuelle Medienberichte zu Klimakonferenzen und ein Video, das das Zwei-Grad-Ziel erläutert. Ein Arbeitsblatt aktiviert das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler zum Ökosystem Wald und beleuchtet die Bedeutung des Waldes für die Kohlenstoff-Speicherung. Der (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitpopup:1097849) beinhaltet die Formulierung der Leitfrage der Unterrichtseinheit und der Arbeitsaufträge für das Gruppenpuzzle und die Sicherung, in der ein Brief formuliert werden soll. Thema Das Ökosystem Wald und seine Funktion als Kohlenstoff-Speicher Autorin Anne Thiel-Klein Fach Biologie Zielgruppe Sekundarstufe I Zeitraum 2 Schulstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang Planung (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitpopup:1097849) Einstieg Ein Video der ZDF-Kindersendung logo! und aktuelle Medienberichte auf tagesschau.de verdeutlichten die Wichtigkeit des Themas und sollen die Schülerinnen und Schüler für die Erarbeitung motivieren. Erarbeitung I Das Arbeitsblatt (siehe Download-Bereich) aktiviert das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler zum Ökosystem Wald und betont die Bedeutung des Waldes als Kohlenstoff-Speicher. Die Bearbeitung erfolgt in Einzel-oder Partnerarbeit oder gemeinsam im Unterrichtsgespräch. Mitunter sind Hilfsmaterialien bereitzustellen. Erarbeitung II Als Vorentlastung erläutert die Lehrkraft das Portal Klimafolgenonline.com und den Arbeitsauftrag. Die Arbeit sollte in heterogenen Gruppen von bis zu sechs Schülerinnen und Schülern erfolgen. Die Lehrkraft steuert Zeitmanagement und Phasenwechsel. Sicherung Innerhalb der Stammgruppen werden Kleingruppen gebildet, die sich auf einen Adressaten einigen und entsprechend einen Brief formulieren. Die Ergebnisse werden entweder exemplarisch vorgelesen oder von der Lehrkraft eingesammelt. Auf Basis des Portals KlimafolgenOnline.com werden im PIKee-Projekt, dem aktuellen Umweltbildungsprojekt am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, interdisziplinäre Unterrichtseinheiten und Handreichungen für Lehrkräfte entwickelt. Dadurch können Schülerinnen, Schüler und Lehrkräfte die mögliche Entwicklung des Klimas in Deutschland anhand selbst gewählter Szenarien nachvollziehen. Das Portal liefert bis auf Landkreisebene aufgelöste Daten für verschiedene Sektoren wie Klima, Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Energie. Mehr Informationen finden Sie hier . Die Schülerinnen und Schüler nutzen den Computer zur Darstellung und Auswertung von Messreihen oder zur Simulation biologischer Abläufe. diskutieren Handlungsoptionen im Sinne der Nachhaltigkeit. bestimmen einheimische Pflanzen und erläutern ihre Umweltansprüche. Die Schülerinnen und Schüler nutzen Computer mit Internetzugang zur Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung. nutzen das Internet zur individuellen Recherche. verfassen einen formalen Brief mit korrekter Formatierung und adressatengerechter Sprache. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in verschiedenen Gruppen mit variierender Gruppengröße von zwei bis sechs Lernenden zusammen. unterstützen sich gegenseitig beim Prozess des Erkenntnisgewinns. diskutieren unterschiedliche Ansichten und halten unvereinbare Meinungen aus. versuchen sich auf einen gemeinsamen Standpunkt zu einigen. Mit steigender Population wächst auch der Fleischkonsum, der langfristig nicht mehr gedeckt werden kann. Die Haltung großer landwirtschaftlicher Nutztiere geht zudem mit einer Belastung der Umwelt einher. Um diesem Problem entgegenzuwirken, schlagen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor, stattdessen Insekten zu konsumieren. Die Lernenden planen ein Menü für die Schulkantine, das sowohl Insektengerichte als auch bekannte Gerichte enthalten soll. Sie wenden dabei überzeugende Kommunikationsmethoden und Wissen über natürliche Ressourcen an, um andere von der Alternative, Insekten zu essen, überzeugen zu können. Thema Esst Insekten! Anbieter ENGAGE Fach Fächerverbindend: Biologie, Chemie, Politik/SoWi, Deutsch Zielgruppe Klasse 8-10 Zeitraum 1-2 Schulstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Beamer Tabellarischer Verlaufsplan Verlaufsplan "Esst Insekten!" Wissenschaftliches Arbeiten Wissenschaftliches Vokabular, Mengen, Einheiten, Symbole und Fachausdrücke: Anwendung wissenschaftlichen Vokabulars, wissenschaftlicher Terminologie und Definitionen. Chemie Erde und Atmosphäre: Die Erde als Quelle begrenzter Ressourcen; die Produktion von Kohlendioxid durch menschliche Aktivität. Chemie Kohlendioxid und Methan als Treibhausgase: Evaluation zusätzlicher durch den Menschen verursachte Gründe für den Klimawandel; Wasservorkommen auf der Erde. Die Schülerinnen und Schüler lernen, ihre Meinung mithilfe von Beweisen überzeugend darzustellen. wenden wissenschaftlichen Erkenntnisse über die natürlichen Ressourcen der Erde an. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Ambrosia oder Ambrosia artemisiifolia ist eine invasive Pflanze, die sich in ganz Europa ausbreitet. Aufgrund von Krankheiten durch ihre allergenen Pollen und dem Konkurrenzkampf mit Nutzpflanzen, entstehen für Europa jedes Jahr Kosten in Höhe von ungefähr 4,5 Milliarden Euro. Die Einführung nicht-heimischer Käfer könnte hierfür die Lösung sein. Bei dieser Unterrichtseinheit bewerten die Schülerinnen und Schüler Vor- und Nachteile der Anwendung biologischer Schädlingsbekämpfung, um die Invasion dieser standortfremden Pflanze einzudämmen. Thema Ambrosia-Invasion Anbieter ENGAGE Fach Biologie Zielgruppe Sekundarstufe I Zeitraum 1-2 Schulstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang, Beamer Planung Verlaufsplan: "Ambrosia-Invasion" Biologie Beziehungen im Ökosystem: Gegenseitige Beeinflussung von Organismen und Umwelt; Darstellung der Bedeutung von Wechselbeziehung und Wettbewerb in einer Pflanzengemeinschaft. Wissenschaftliches Arbeiten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft; Evaluation von persönlichen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und umweltbedingten Auswirkungen; Entscheidungen auf Grundlage der Evaluation der Beweise und Argumente treffen. Analyse und Evaluation: Interpretation von Beobachtungen und Daten, einschließlich Identifizierung von Mustern und Anwendung von Beobachtungen, um Rückschlüsse zu ziehen und Konsequenzen aufzuzeigen. Die Schülerinnen und Schüler, lernen die gegenseitige Beeinflussung von Organismen in Bezug auf das Ökosystem kennen. bewerten die Lösung für ein Problem. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Europäer lieben Schokolade - sie verschlingen mehr als die Hälfte des weltweiten Bedarfs! Die schlechte Nachricht ist, dass mehr Kakao gegessen wird, als produziert werden kann. Somit könnte Schokolade bald ein seltenes und kostbares Gut werden, da die Bauern Probleme haben, den Bedarf zu decken. Die Schülerinnen und Schüler nutzen ihr vorhandenes Wissen über Bestäubung, um über die Gründe des Rückgangs der Kakaoerträge auf einer Plantage zu diskutieren. In einem Rollenspiel, in dem ein Treffen zur Aufbringung finanzieller Mittel nachgestellt wird, lernen sie anschließend, warum wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Thema Schokolade adé Anbieter ENGAGE Fach Biologie Zielgruppe Sekundarstufe I Zeitraum Eine Schulstunde Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang Planung (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitpopup:1079478) Biologie Beziehungen im Ökosystem: Die Bedeutung der Pflanzenreproduktion durch Insektenbestäubung für die Ernährungssicherheit der Menschen Chemie Erde und Atmosphäre: Die Erde als Quelle begrenzter Ressourcen; die Produktion von Kohlendioxid durch menschliche Aktivität Wissenschaftliches Arbeiten Gesprochene Sprache: Klare und präzise Artikulation wissenschaftlicher Konzepte Die Schülerinnen und Schüler erkennen, warum die Bestäubung durch Insekten so wichtig für unsere Lebensmittelproduktion ist. verstehen, warum wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Die fast 1.400 Kilometer lange ehemalige innerdeutsche Grenze steht in der didaktischen Aufarbeitung der deutschen Teilung bislang eher im Schatten der Berliner Mauer. Ihre Auswirkungen auf Tiere und Pflanzen bieten aber einen guten Anknüpfungspunkt, um bereits Lernende in der Grundschule an das Thema heranzuführen. Der fächerübergreifende Ansatz dieser Unterrichtseinheit verknüpft Geschichte mit Ökologie und verdeutlicht die Folgen politischen Handelns für Mensch und Umwelt. Diese lassen sich mit einem Besuch des Grenzlandmuseums Eichsfeld am Grünen Band auch direkt erfahrbar machen. Die Schülerinnen und Schüler sollen von der historischen Teilung Deutschlands in zwei Staaten erfahren. Wissen über die geografische Lage der deutschen Bundesländer erwerben (Grundschule) beziehungsweise wiederholen (Sekundarstufe 1). den ehemaligen Grenzverlauf und die Besonderheit der ehemaligen innerdeutschen Grenze erkennen. die Auswirkungen des Grenzstreifens auf Menschen, Tiere und Pflanzen verstehen. natürliche Lebensräume, Pflanzen und Tiere im Grünen Band kennenlernen. ihr Wissen zur ehemaligen deutschen Teilung und zum Grünen Band mit dem Besuch des außerschulischen Lernortes Grenzlandmuseum Eichsfeld vertiefen. Die Schülerinnen und Schüler sollen das Internet und Bücher als Informationsträger anwenden. vorgegebene Internetseiten online und offline aufrufen und Sachinformationen daraus entnehmen. die Bedeutung des Internets als "Erinnerungsort" erkennen. sich in der Erstellung von PowerPoint-Präsentationen üben (Sekundarstufe 1). eine historische Textquelle analysieren (Sekundarstufe 1). interaktiv einen Lückentext bearbeiten. Die Schülerinnen und Schüler sollen Regelungen für die Nutzung der Computer-Arbeitsplätze treffen und einhalten. einander bei der Arbeit helfen. gemeinsam ein Plakat gestalten. in einem Rollenspiel lernen, sich sachlich mit Gegenpositionen auseinanderzusetzen (Sekundarstufe 1). Thema Das Grüne Band: Natürliches Mahnmal der Teilung Deutschlands Autor Birgit Pieplow Fächer Fächerübergreifend: Sachunterricht, Deutsch (Grundschule); Politik/Sowi, Geschichte, Biologie, Geographie (Sekundarstufe 1) Zielgruppe Klasse 4, Sekundarstufe 1 Zeitraum 6 bis 8 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss oder offline zur Verfügung gestellte Internetseiten, Sound-Karte, RealPlayer oder Windows Media Player, Download eines Google Earth-Web-Plugins (kostenfrei), Microsoft PowerPoint oder OpenOffice, Beamer, Lautsprecherboxen, (Drucker) Erforderliche Vorkenntnisse Allgemeiner Umgang mit dem Computer; vorgegebene Internetseiten online und offline aufrufen und darin navigieren; Bedienung der Zoom-Funktion in Google Earth Technische Voraussetzungen Internetzugang (am besten für je 2 Personen), Beamer Planung (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitpopup:933634) Modularer Aufbau Die Unterrichtseinheit ist modular aufgebaut und eignet sich für ein fächerübergreifendes Projekt. Die Materialien sind so konzipiert, dass sie zur Vorbereitung eines Besuchs des außerschulischen Lernorts Grenzlandmuseum Eichsfeld, aber auch unabhängig davon genutzt werden können. Ein Besuch des Grenzlandmuseums Eichsfeld bietet sich an, um das im Unterricht erworbene Wissen zu vertiefen und durch praktische Anschauung der Grenzanlagen sowie der im ehemaligen Grenzstreifen entstandenen Biotope erlebbar zu machen. Teamarbeit erwünscht Die Schülerinnen und Schüler arbeiten überwiegend in Teams zusammen. Eine Vielzahl multimedialer und interaktiver Angebote im Internet kann in den Unterricht eingebunden werden, vom virtuellen Rundflug auf Google Earth bis zu Zeitzeugenberichten. Die Internetseiten können den Lernenden online, teilweise auch offline, zur Verfügung gestellt werden. Arbeitsergebnisse werden auf Arbeitsblättern, aber auch Plakaten oder Stellwänden, von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe 1 auch in einer kleinen PowerPoint-Präsentation vorgestellt. Ein Rollenspiel für die Sekundarstufe 1 ermöglicht eine intensive Auseinandersetzung mit Argumenten konkurrierender Interessensgruppen am Grünen Band und fördert die kommunikativen Kompetenzen sowie die Urteilsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler. Folgende Vorbereitungen sollten Sie vor Start der Unterrichtseinheit treffen: Bereitstellen eines Lehrkraft-Computers mit Soundkarte, RealPlayer oder Windows Media Player, Microsoft Powerpoint sowie optimalerweise mehrerer Computer mit Internetanschluss für die Schülerinnen und Schüler; Beamer, Lautsprecherboxen, gegebenenfalls Drucker. Download von Google Earth sowie eines Plugins für den virtuellen Flug entlang des Grünen Bandes (kostenlos). Auswahl von Bildmaterial zur Einführung in das Thema. Bereitstellen von Atlanten (vor 1990) oder alten Karten der Bundesrepublik Deutschland (BRD) und der Deutschen Demokratischen Republik (DDR). Aufziehen einer Abbildung der DDR-Grenzsperranlagen auf ein Plakat. Beschriften von Rollenkarten (nur für die Sekundarstufe 1). Es ist zwar nicht kurz vor zwölf, dennoch müssen wir uns intensiv damit auseinandersetzen, welche Energien außer den fossilen als Alternativen für eine sichere Zukunft zur Verfügung stehen. Bei diesen Überlegungen darf natürlich auch nicht die globale Klimaproblematik außer Acht gelassen werden. Ein Lösungsvorschlag ist Bioethanol. Bereits heute ist in Deutschland gesetzlich geregelt, dass dieser aus Pflanzen hergestellte Kraftstoff dem herkömmlichen Benzin beigemischt werden muss. Doch wer ist eigentlich auf die Idee gekommen, ausgerechnet Alkohol als Kraftstoff zu verwenden? Woraus und wie erfolgt die Herstellung in Deutschland? Ist das Ganze ökonomisch sowie ökologisch tragbar? Welches Potenzial steckt in Bioethanol? In dieser Unterrichtsreihe erarbeiten die Schülerinnen und Schüler in einem Lernzirkel viel Interessantes rund um das Thema Bioethanol. Die Schülerinnen und Schüler sollen wichtige Stationen in der Geschichte des Bioethanols in einem Zeitstrahl einordnen. die Herstellung von Bioethanol erklären. Haupt- und Nebenprodukte der Bioethanolproduktion nennen. experimentelle Untersuchungen zur Fermentation durchführen. in selbst erhobenen oder recherchierten Daten Trends, Strukturen und Beziehungen erklären und geeignete Schlussfolgerungen ziehen. Die Schülerinnen und Schüler sollen unterschiedliche Textquellen für die Recherchen zum Thema Bioethanol nutzen. fachlich korrekt und folgerichtig argumentieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Arbeit im Team strukturieren und planen. Thema Bioethanol - Herstellung und Anwendungen Autor Rolf Goldstein Fächer Biologie, Chemie, Geographie, Politik/SoWi Zielgruppe Klasse 9 oder 10 Schulformen Hauptschule, Realschule, Gymnasium Zeitraum 4 Schulstunden Technische Voraussetzungen ein Computer mit Internetzugang pro Kleingruppe Relevanz des Themas im Unterricht Nachhaltiges Handeln wird in Bezug auf die uns zur Verfügung stehenden Energieressourcen immer wichtiger. Fossile Lagerstätten von Energieträgern sind nicht unbegrenzt vorhanden, zudem erwächst aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe eine zunehmende Klimaproblematik. Daher bedarf es neuer Wege, Kraftstoffe bereitzustellen, und das möglichst umweltfreundlich. Eine Möglichkeit kann hier das Bioethanol sein. Was in den USA und Brasilien begonnen hat, wird seit Beginn des 21. Jahrhunderts im großen Stil betrieben: die Herstellung des klimaneutralen Kraftstoffs aus nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Getreide und Zuckerrüben. Bei der Herstellung von Bioethanol entstehen in großem Umfang zahlreiche Nebenprodukte (auch Kuppel- oder Koppelprodukte genannt), wie Futter- und Düngemittel. Wirtschaftlich und politisch aktuell und lebensnah Mehrere wissenschaftliche Arbeitsgruppen arbeiten zudem an Optimierungsmöglichkeiten im Herstellungsprozess sowie an der Nutzung anderer Ausgangsstoffe, wie zum Beispiel Lebensmittelabfälle. Dies zeigt, dass "Biosprit" in den Augen vieler Wissenschaftler eine Zukunft hat. Auch politisch ist das Thema Bioethanol aktuell, da zum Beispiel die obligatorische Beimischung zu fossilem Ottokraftstoff gesetzlich geregelt ist. Die wirtschaftliche und politische Aktualität wie auch die Verknüpfung zum Alltag der Schülerinnen und Schüler (die eigene Mobilität) können die Motivation steigern. Lehrplanbezug und Voraussetzungen Die Einordnung des Themas in die Lehrpläne der verschiedenen Schulformen wird dargestellt. Außerdem erhalten Sie wertvolle Tipps zur technischen Umsetzung. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Die Unterrichtseinheit ist in Form eines Lernzirkels aufgebaut, den die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen durchlaufen. Die Schülerinnen und Schüler sollen gemäß der Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss in der Lage sein unterschiedliche Internetquellen für ihre Recherchen zu nutzen und themenbezogene und aussagekräftige Informationen für eine Diskussion auszuwählen. (K1/K2) die Ergebnisse ihrer Internetrecherche im Rahmen einer fiktiven Umweltkonferenz zu präsentieren. (K7) im Rahmen einer Diskussion fachlich korrekt und folgerichtig zu argumentieren. (K8) ihre Arbeit als Team zu planen, zu strukturieren, zu reflektieren und zu präsentieren. (K10) erneuerbare Energien aus unterschiedlichen Perspektiven zu diskutieren und zu bewerten. (B5) Thema Gibt es "die" erneuerbare Energie? - Diskussion im Rahmen einer fiktiven UN-Umweltkonferenz Autor Kristina Gojkovic, Thorsten Möller, überarbeitet von Rolf Goldstein Fach Biologie/Chemie, fächerübergreifend Zielgruppe Klasse 9-10, Realschule/Gymnasium Zeitraum 6 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang in ausreichender Anzahl (idealerweise für Partnerarbeit) Geht es nicht auch ohne Energie? Energie geht alle etwas an - nicht zuletzt aus dem Grund, da jede und jeder im Alltag darauf angewiesen ist. Im 21. Jahrhundert funktioniert nahezu nichts ohne den "Stoff" aus der Steckdose oder dem Tiger im Tank. Das Problem besteht lediglich darin, dass die fossilen Energieträger, wie beispielsweise Erdöl und Braunkohle mittelfristig zu Neige gehen werden. Zudem sorgen diese für nicht unerhebliche CO2-Emissionen, welche das Erdklima nachweislich beeinflussen. Sicherlich findet man hier und da technologische Optimierungen. So werden Automotoren entwickelt, die bei geringem Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoß sehr effizient arbeiten. Auch wurde die Glühbirne bereits verdrängt, und neueste, energiesparende LED-Technik setzt sich auf dem Markt durch. Doch irgendwann ist Schluss mit den Energieeinsparungen, spätestens dann, wenn im Kohlekraftwerk keine Kohle mehr bereitsteht! Auf der Suche nach Alternativen Erneuerbare und CO2-neutrale Energien sind in Zukunft mehr als gefragt. Doch welche Alternativen gibt es überhaupt? Wie ist der derzeitige Entwicklungsstand? Wo sind die Vor- und Nachteile? Der hier vorgestellte BlogQuest lässt sich gut in den Regelunterricht der Klasse 9 oder 10 einbauen. Es bieten sich hier viele Möglichkeiten (siehe dazu auch Einordnung in den Lehrplan). Der BlogQuest kann auch im Rahmen eines fächerübergreifenden Projekt- oder Methodentages zum Einsatz kommen. Einsatz des BlogQuest im Unterricht Die Unterrichtseinheit richtet sich an Schülerinnen und Schülern der Realschule und des Gymnasiums. Die Arbeit mit dem BlogQuest gestaltet sich für die Lernenden recht einfach, da sie sich von Seite zu Seite vorarbeiten. Lehrplanbezug und Voraussetzungen Die Einordnung des WebQuests in die Lehrpläne von Realschule und Gymnasium sowie in die Typologie des WebQuest-Erfinders Bernie Dodge wird dargestellt. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Zeiteinteilung und Ablauf der Unterrichtseinheit werden skizziert. Selbst gesteuertes, problemlösendes und (quellen-)kritisches Arbeiten stehen dabei im Mittelpunkt. Quellen für die Recherche Die aufgelisteten Internetseiten dienen den Arbeitsgruppen als Informationsquellen für den BlogQuest. Der weltweite Wasserverbrauch steigt rasant an. Das UN-Millenniumsziel, bis 2015 eine Halbierung des Anteils der Menschen ohne dauerhaft gesicherten Zugang zu hygienisch einwandfreiem Trinkwasser zu erreichen, ist in Gefahr. Schon heute ist Trinkwasser knapp, schon heute sind eine Milliarde Menschen auf Grundwasserreserven angewiesen, Tendenz steigend. Bei weiterer Klimaerwärmung drohen die Gletscher zu schmelzen, die für viele Menschen und Regionen eine Trinkwasserreserve darstellen. Die zunehmende Wasserverschmutzung durch uns stellt eine zusätzliche Gefahr dar. Heute schon zählt der WWF in einem vor Kurzem veröffentlichten Bericht mehr als 50 bewaffnete Konflikte, ausgelöst durch den Kampf um Wasser. Expertinnen und Experten gehen davon aus, dass zunehmend Kriege um Wasser beziehungsweise Trinkwasserreserven geführt werden. Das "blaue Gold" wird immer mehr zu einem Objekt der Begierde. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass die Erde als Ganzes ein geschlossener Wasserkreislauf ist, die Ressource Wasser aber ungleich verteilt und ungleich genutzt/verschwendet wird. den Begriff des "virtuellen Wassers" kennen und anwenden können. die größten Wasserverschwender in Form des Wasser-Fußabdrucks begründet benennen können. lernen, dass nur "nachhaltige" Wassernutzung zur Bekämpfung des Problems der (zukünftigen) Trinkwasserknappheit führt. anhand des Beispiels der baden-württembergischen Stadt Knittlingen eine mögliche Form der Wassernutzung kennenlernen und das hier vorgestellte Konzept erklären können. die Vor- und Nachteile des Landgewinnungsprojektes nahe der Stadt Turbajal benennen und dessen Nutzen kritisch reflektieren können. die Aussage, dass das Wassersparen in Deutschland nichts bringt außer Rohrverstopfungen, erörtern können. Thema Globaler Wasserverbrauch: Der Kampf ums "blaue Gold" Autorin Sandra Schmidtpott Fächer Biologie, Chemie, Geographie Zielgruppe Klasse 9 bis 10 Zeitraum 4 bis 5 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in ausreichender Zahl, Beamer oder interaktives Whiteboard Die Thematik "Wasser und Wasserverbrauch" auf nationaler und globaler Ebene wird in dieser Unterrichtseinheit dargestellt. Sie umfasst vier bis fünf Unterrichtsstunden und soll anhand dreier Arbeitsblätter erarbeitet werden. Die Sequenz kann an fast jeder Stelle in der Abfolge der curricular vorgesehenen Themen für die Jahrgangsstufen 9 und 10 durchgeführt werden. Besondere Vorkenntnisse sind nicht erforderlich, da die Schülerinnen und Schüler bereits mit den meisten Begriffen rund ums Wasser vertraut sind - auch aufgrund der Vorarbeiten in anderen Fächern. Die Bearbeitung der Arbeitsblätter kann in Einzel- oder Partnerarbeit erfolgen. Ablauf der Unterrichtseinheit "Globaler Wasserverbrauch" Die Lernenden setzen sich intensiv mit den Themen Wasserverbrauch, Wasserknappheit und Wasserverschwendung im nationalen und globalen Kontext auseinander. Diese Unterrichtseinheit entstand im Rahmen von MS Wissenschaft 2012 - Zukunftsprojekt ERDE. Im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) schickt Wissenschaft im Dialog (WiD) das schwimmende Science Center auf Tour durch Deutschland und Österreich. Die interaktive Ausstellung an Bord des Schiffes steht im Wissenschaftsjahr 2012 ganz im Zeichen der Nachhaltigkeitsforschung. Die Ausstellung zum Ausprobieren, Mitmachen und Mitforschen wendet sich an Besucherinnen und Besucher ab zehn Jahren. Unter www.ms-wissenschaft.de steht der Tourplan zur Verfügung und Schulklassen und größere Gruppen können Termine für einen Besuch auf dem Ausstellungsschiff buchen. Die Schülerinnen und Schüler sollen für die Bedeutung sauberen Wassers sensibilisiert werden. den Stellenwert der Filtration von Wasser für die menschliche Zivilisation einschätzen lernen. die Verschmutzung von Wasser untersuchen. verschiedene Techniken zur Filtrierung von Wasser sowie deren jeweilige Wirksamkeit kennenlernen. die Details moderner Techniken (Querstromfilterung, Wafer-Membran) verstehen lernen (ab Klasse 7). Thema Das Wasser - Filtration und Reinhaltung Autor Martin Wetz Fach Biologie, Naturwissenschaften, fächerverbindender Unterricht, Sachkunde Zielgruppe Klassen 3 bis 9 Zeitraum 2-4 Unterrichtsstunden Wasser ist, zumal bei jüngeren Schülerinnen und Schülern, ein dankbares Unterrichtsthema, das sich ohne Weiteres an alltäglichen Erfahrungen anknüpfen lässt. Diese Erfahrungen lassen sich aber auch recht leicht mit dem Stichwort "sauberes Wasser" problematisieren. Im Zentrum dieser Unterrichtseinheit steht das technische Problem, Wasser durch Filter zu reinigen. Damit lässt sie sich in den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Sekundarstufe I - in reduzierter Form auch im Sachunterricht im Primarbereich - einbauen. Hat man Zeit und organisatorische Möglichkeiten, lassen sich insbesondere im Technik-Unterricht eigene Filtersysteme erproben. Darüber hinaus kann man sich dem Thema fächerübergreifend kulturgeschichtlich nähern und betrachten, wie die Entwicklung technischer Möglichkeiten Hand in Hand ging mit der Entwicklung der Zivilisation. Bedeutung sauberen Wassers Die Bedeutung von Wasser für die Menschheit und das Erkennen nicht sichtbarer Inhaltstoffe im Wasser führt die Schülerinnen und Schüler in die Thematik ein. Wie wird das Wasser sauber? In Übungen sammeln die Schülerinnen und Schüler erste Erfahrungen mit der Wasserfiltration. Was können Filter leisten? Der Aufbau eines starken Filters sowie der Blick auf moderne Filtertechniken und weiterführende Aspekte können die Unterrichtseinheit abschließen. Das interaktive Lernmodul zur Artenvielfalt soll es Schülerinnen und Schülern ermöglichen, mithilfe einer innovativen Lernform Zugang zum Thema Biologische Vielfalt zu finden. Anhand von naturwissenschaftlichen Frage- und Problemstellungen zeigt das Modul auf, welchen Nutzen die Natur in ihrer Vielfalt für den Menschen hat und was er von der Natur lernen kann. Das Lernmodul weckt zudem Verständnis dafür, warum diese Vielfalt geschützt werden muss und wie sie geschützt werden kann. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sogenannte "Hotspots" der Artenvielfalt auf einer Weltkarte identifizieren können. geographische und natürliche Gemeinsamkeiten dieser Länder beschreiben können. die gesellschaftlichen Problemkreise und deren Verflechtung dieser Länder erkennen und verstehen: Hohe Bevölkerungszahl, Armut, Ausbeutung der Ressourcen (Umweltzerstörung). Probleme nicht-nachhaltiger Entwicklung verstehen. wesentliche Gründe für das heutige Artensterben kennenlernen. Informationen zur Thematik aus einem Text entnehmen und wesentliche Aussagen verstehen können. Kausalkategorien zu den unterschiedlichen Texten identifizieren und zuordnen können. Argumente für die Erhaltung der Artenvielfalt kennenlernen. differente Standpunkte für die Erhaltung der Artenvielfalt und deren Hintergründe verstehen. einzelne Gründe/Argumente bewerten und gewichten und in diesem Zusammenhang Kontroversen demokratisch austragen. Thema Artenvielfalt weltweit Autorin Sabine Preußer Fächer Biologie, Geographie, Politik, Ethik, Religion Zielgruppe 8. bis 10. Schuljahr Zeitraum variabel, je nach Vertiefungsgrad Technische Voraussetzungen Betriebssystem Windows ab Version 98, Internet-Explorer ab Version 6, Flash-Player, Installation der kostenlosen Software "artenvielfalt-weltweit" (siehe "Download"), Beamer für die Einführung Selbstgesteuertes Lernen Die Aufbereitung des Lernstoffes in Form einer Lernsoftware bietet den Lernenden genau die Handlungsfreiheiten, die zur Gestaltung individueller selbstgesteuerter Lernprozesse benötigt werden. Durch die kursorientierte Aufbereitung des Lernstoffes erhalten die Lernenden die Möglichkeit, sich dem Thema kleinschrittig zu nähern. Gleichzeitig ermöglicht die Lernsoftware durch den offenen und freien Ansatz auch das selbstständige Erarbeiten der wichtigsten Themenkreise. Eine Erweiterung der Aufgabenstellungen ist dadurch jederzeit gegeben. Einstieg und individuelle Vertiefung Die Lernsoftware stellt einen motivierenden ersten Einstieg in die Thematik dar und kann an vielen Stellen beliebig vertieft und erweitert werden. Zusätzliche Lernmöglichkeiten zu dem Thema bieten die jeweiligen Verlinkungen und sind, je nach Zusammensetzung der Lerngruppe, auch durch weiterführende Arbeitsaufträge möglich. Die Lehrkraft kann hier selbst entscheiden, wie umfangreich der Lernstoff für die Schülerinnen und Schüler werden soll beziehungsweise kann den Schwierigkeitsgrad differenzieren. Unterrichtsverlauf "Artenvielfalt weltweit" Hier finden Sie Hinweise und Vorschläge, wie Sie das Lernmodul im Unterricht einsetzen können. Screenshots geben Ihnen einen Eindruck von dem Lernmodul. Biopiraterie Im Zusammenhang mit der Diskussion über den Wert der Artenvielfalt kann auch das Thema Biopiraterie behandelt werden. Waldbrände kommen in vielen Regionen der Welt als natürlicher Teil eines Kreislaufes vor, durch den die Voraussetzungen für die Nährstoffversorgung der folgenden Baumgenerationen geschaffen werden. Ihre Auswirkungen können jedoch auch verheerend sein. Anhand von Satellitenbildern können die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines interaktiven Computer-Moduls die Folgen nachvollziehen und sichtbar machen. Materialien und Anwendungen stammen aus dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Die Unterrichtseinheit gibt es mit einem eigenen Computermodul auch für den Geographieunterricht: Feuerspuren im Satellitenbild - Eingriffe in Landschaften . Die Schülerinnen und Schüler sollen Satellitenbilder interpretieren und zur Analyse von Stabilität und Dynamik von Ökosystemen nutzen können. das elektromagnetische Spektrum und unterschiedliche Wellenlängenbereiche beschreiben können. Reflexionseigenschaften von Pflanzen vergleichen und zuordnen können. Vegetationsindizes für die Veränderungsanalyse anwenden können. Thema Feuerspuren im Satellitenbild Autor Dr. Kerstin Voß, Dr. Roland Goetzke, Henryk Hodam Fach Biologie Zielgruppe Jahrgangsstufe 12 Zeitraum 3 Stunden Technische Voraussetzungen Adobe Flash-Player oder Apple Quick Time Player (kostenloser Download) Die vorliegende Unterrichtseinheit hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern den Themenkomplex "Stabilität und Dynamik von Ökosystemen" näher zu bringen. Die Lernenden sollen am Ende diese Sequenz in der Lage sein, Zusammenhänge zwischen dem elektromagnetischem Spektrum, der Aufnahme und der Entstehung von Satellitenbildern sowie der Erfassung von Veränderungen innerhalb von Ökosystemen aufzuzeigen und zu verstehen. Anhand von zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Satellitenbildern können die Jugendlichen Veränderungen der entsprechenden Region in Griechenland feststellen. Dabei lernen sie, wie die Pflanzen das Licht für die Photosynthese verwenden und welche Wellenlängenbereiche von Pflanzen reflektiert werden. Als wissenschaftliche Grundlage dient dabei die Einführung in die Methodik der Fernerkundung. Aufbau des Computermoduls Interaktive Aufgaben führen die Lernenden durch verschiedene thematische Bereiche, Quizfragen dienen zur Sicherung der Ergebnisse. Inhalte des Computermoduls Die Lernenden analysieren anhand von Satellitenbildern die Situation einer Region vor und nach den Waldbränden. Dr. Roland Goetzke ist promovierter Geograph und arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Geographischen Institut der Universität Bonn im Projekt "Fernerkundung in Schulen". Seine Schwerpunkte liegen in den Bereichen GIS und Fernerkundung. Henryk Hodam studierte Geographie an der Universität Göttingen. In seiner Diplomarbeit setzte er sich bereits mit der didaktischen Vermittlung räumlicher Prozesse auseinander. Zurzeit arbeitet Herr Hodam als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt "Fernerkundung in Schulen". Die Schülerinnen und Schüler sollen eine Auswahl der in der Hecke lebenden Tiere angeben. die Art der Nutzung einer Hecke durch die verschiedenen Tiere nennen. den Rückgang unterschiedlicher Tierarten auf unseren Feldern begründen. eigene Beobachtungen (aus dem Spiel) formulieren können. Hypothesen (über den Spielausgang) aufstellen können. durch eine spielerische Auseinandersetzung für reale Vorgänge sensibilisiert werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen eigene Beobachtungen beschreiben können und das Formulieren ihrer Erkenntnisse üben. die animierte Entwicklung einer Hasen- und Fuchspopulation grafisch adäquat darstellen können. die Bedeutung des biologischen Gleichgewichtes wiedergeben können. die Animation kritisch betrachten und unberücksichtigte Faktoren benennen können. Thema Das biologische Gleichgewicht Autorin Ulrike Frenzel Fach Biologie Zielgruppe Klassen 5 und 6; auch Jahrgangsstufen 12 und 13 Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Zahl (Partner-/Gruppenarbeit), Macromedia Shockwave Player (kostenloser Download) Unterrichtsplanung Verlaufsplan "Biologisches Gleichgewicht" (Klassen 5 und 6) für die Erarbeitung des biologischen Gleichgewichtes Je nach Rechneranzahl arbeiten die Schülerinnen und Schüler zu zweit oder in Kleingruppen zusammen. In Abhängigkeit der Anzahl der Hasen vermehrt oder verringert sich die Anzahl der Füchse. Die eingesetzte Animation zeigt einen nicht endenden Kreislauf: Je mehr Hasen, desto mehr Füchse; je mehr Füchse, desto weniger Hasen; je weniger Hasen, desto weniger Füchse; je weniger Füchse, desto mehr Hasen ... In Abhängigkeit der Altersstufe arbeiten die Schülerinnen und Schüler entweder vorwiegend gelenkt oder eher frei mit den Materialien. Hinweise zum Einsatz der Materialien Alle Animationen und Arbeitsblätter können Sie hier einzeln herunterladen. Grafische Auswertung der Ergebnisse und Diskussion Blockdiagramme und Mittelwertbildung sind bei der Interpretation der Daten sinnnvoll. Die Schülerinnen und Schüler sollen: Nachwachsende Rohstoffe als alternative Energiequellen kennen lernen. einen typischen Pflanzenvertreter der Gruppe Nachwachsender Rohstoffe kennen lernen. die Charakteristika von C4-Pflanzen kennen lernen. Thema Anbau Nachwachsender Rohstoffe in Deutschland Autorin Jana Haberstroh Fächer Biologie; fächerübergreifend Geographie und Politik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 3-4 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang (Recherche, Präsentation von Animationen per Beamer) Ziel der Unterrichtseinheit ist es, eine allgemeine Übersicht über Nachwachsende Rohstoffe zu geben und anhand des ausgewählten Beispiels von Miscanthus auf einen speziellen Vertreter dieser Pflanzenklasse einzugehen. Forscherinnen und Forscher entwickeln zurzeit immer neue Ideen, wie nachwachsende Rohstoffe im Alltag genutzt werden können. Dank der raschen Entwicklung und der zukünftigen Bedeutung Nachwachsender Rohstoffe kann die Unterrichtseinheit beispielsweise im Fach Biologe im Kontext C3-und C4-Pflanzen eingebettet werden. Zu den Kernaufgaben der Landwirtschaft gehört neben der Nahrungsmittelproduktion der Anbau nachwachsender Rohstoffe. Bevor die Menschenheit beispielsweise Kohle, Erdöl oder Erdgas als Energielieferanten entdeckt hatten, wurden Pflanzen zur Energiegewinnung und Materialherstellung genutzt. Brennholz, Bauholz, Wolle, Faser-und Färberpflanzen für Textilien, Futtermittel für Zugtiere oder Arzneipflanzen sind nur einige Anwendungsbeispiele. Falls die gesamte globale Bevölkerung auf diese Methoden und Pflanzen wieder ausweichen müsste, stehen uns jedoch heutzutage innovative technische Verfahren zur Verfügung, die viele neue Produkte und Anwendungen bei wesentlich effizienterer Umwandlung ermöglichen. Miscanthus dient als Häckselgut oder in gepresster Form der Strom- und Hochtemperaturwärmerzeugung, der Kraftstofferzeugung, der Biogaserzeugung und der Niedertemperaturwärmeerzeugung. Hierunter wird die Erzeugung von Warmwasser bis 100 Grad Celsius verstanden. Eine C4-Pflanze erobert den Energiemarkt Das Chinagras, dessen botanischer Name Miscanthus lautet, ist eine C4-Pflanze mit hoher Biomasseleistung. Miscanthus ist spätestens seit der Veröffentlichung des Buches "Schilfgras statt Atom" von Franz Alt als Biomasse-Lieferant in aller Munde. Viele kennen das Gras als Zierpflanze im Garten. Miscanthus ist mehrjährig und zeichnet sich durch eine sehr effektive Photosyntheserate und hohe Biomasseproduktion aus. Das Gras kann an einem einzigen Tag bis zu fünf Zentimeter wachsen. Die Pflanze ist ein ausgesprochenes Multitalent, welches einerseits hohe Erträge liefert und gleichzeitig das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid bindet. Systematik und Verbreitung Miscanthus gehört zur großen Familie der Süßgräser (Poaceae). Die Gattung umfasst rund 20 Arten, die vorrangig in China, Japan, Nepal und Tibet beheimatet sind. Der anthropogen erzeugte Klimawandel ist ein viel diskutiertes Thema. In dieser Unterrichtseinheit sollen sich die Lernenden jedoch nicht mit seinen Folgen auseinandersetzen, sondern mit der Kohlenstoffdioxid bindenden Funktion des Waldes und dem damit verbundenen positiven Einfluss auf die Folgen des Klimawandels. Mithilfe von Satellitenbildern messen sie Flächen in Deutschland aus und erhalten erste Einblicke in die Methodik der Fernerkundung (Kartenerstellung, Klassifikation). So können sie die Größe der Waldflächen und damit deren Bedeutung vor dem Hintergrund des Klimawandels ermitteln. Die Unterrichtseinheit ist im Rahmen des Projekts "Fernerkundung in Schulen" (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn entstanden. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Die Schülerinnen und Schüler sollen erklären können, wie und wofür Waldflächen mit Satellitenbildern erfasst werden können. die Bedeutung des Waldes als Kohlenstoffdioxid-Speicher bewerten können. Thema Der Wald als Klimaretter!? Autoren Dr. Hannes Feilhauer, Dr. Roland Goetzke, Henryk Hodam, Dr. Kerstin Voß Fach Biologie Zielgruppe Klasse 7-8 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Adobe Flash-Player (kostenloser Download) In der Unterrichtseinheit zum Themenfeld Klimawandel soll das Verständnis grundlegender Funktionen des Waldes sowie deren Bedeutung in Bezug auf den Klimawandel und seine Folgen vermittelt werden. In diesem Zusammenhang soll geklärt werden, ob der Wald in Deutschland als Kohlenstoffsenke ausreicht, um den landesweiten Ausstoß an Kohlenstoffdioxid zu kompensieren. Als wissenschaftliche Grundlage dient eine Einführung in die Methodik der Fernerkundung, mit deren Hilfe die Schülerinnen und Schüler das Ausmaß der Waldflächen in Deutschland ermitteln und dabei einen ersten Einblick in die Erstellung von Karten gewinnen. Inhalte und Einsatz der Lernumgebung im Unterricht Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung. Screenshots veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zu dem Themenfeld "Wald, Klimawandel und Fernerkundung". (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:702938) ist Akademische Rätin am Geographischen Institut der Universität Bonn und leitet das Projekt "Fernerkundung in Schulen". Sie studierte Geographie an der Universität Bonn und schloss ihre Dissertation 2005 im Bereich Fernerkundung ab. (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:707451) ist promovierter Geograph und arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Geographischen Institut der Universität Bonn im Projekt "Fernerkundung in Schulen". Seine Schwerpunkte liegen in den Bereichen GIS und Fernerkundung. (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:702944) studierte Geographie an der Universität Göttingen. In seiner Diplomarbeit setzte er sich bereits mit der didaktischen Vermittlung räumlicher Prozesse auseinander. Zurzeit arbeitet Herr Hodam als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt "Fernerkundung in Schulen". Die Schülerinnen und Schüler erwerben Wissen über das Ökosystem Regenwald, seine Bedrohung und über den Schutz des Regenwaldes und können dieses Wissen anwenden. stellen eine Verbindung zwischen dem Regenwald und unserem Alltag in Deutschland her und hinterfragen diese kritisch. sind in der Lage, Verständnis für globale Vernetzungen und Abhängigkeiten zu entwickeln. erlangen Entscheidungs- und Bewertungsfähigkeit und entwickeln selbst Maßnahmen, die zum Schutz des Regenwaldes beitragen. Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, individuelle und kulturelle Leitbilder zu reflektieren. können das eigene Handeln als kulturell bedingt und veränderbar wahrnehmen. entwickeln eigenständige Handlungsalternativen. können die eigene Meinung äußern, akzeptieren andere Standpunkte und arbeiten kooperativ im Team. Die Schülerinnen und Schüler können verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen und Grafiken hinsichtlich relevanter Informationen auswerten. setzen Informationen aus verschiedenen Medien miteinander in Verbindung. lernen, diese Informationen in anderen medialen Darstellungsformen wiederzugeben und zusammenzufassen. Thema Weil wir es wert sind Autorinnen Birthe Hesebeck, Vera Pfister, Elisa Rödl Fächer Biologie, Geographie, Politik, Soziales, Wirtschaft Zielgruppe Schülerinnen und Schüler an Haupt- und Förderschulen Zeitraum variabel Medien optional: Computer, Internetzugang, Beamer Der Regenwald ist sehr fern und viele Jugendliche schalten beim Thema Umwelt aus unterschiedlichen Gründen ab. Deshalb ist es wichtig, einen Einstieg zu finden, der die Emotionen der Schülerinnen und Schüler berührt und zeigt, warum das Thema auch sie betrifft. In dieser Unterrichtseinheit geht es darum, das Wissen der Jugendlichen zum Thema zu vertiefen, zu hinterfragen und mit dem bestehenden Wissen zu vernetzen. Vor allem auf den Austausch kommt es an: Diskutieren Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern so viel wie möglich, damit sie sich im Gespräch eine eigene Meinung zum Thema bilden können, denn nur so erhält das Thema Relevanz für die Jugendlichen. Im nächsten Schritt müssen Sie den Schülerinnen und Schülern Handlungsorientierung bieten. Was kann jede und jeder Einzelne tun? Zuletzt sollten die Jugendlichen ihr Wissen praktisch umsetzen können, sei es durch alltägliche Handlungen wie Einkaufen oder durch die vorgeschlagenen Praxisprojekte. Hintergrundinformationen und Vorbemerkungen Hintergrundinformationen zum Themenkomplex Regenwald sowie Bemerkungen zu zentralen Ansätzen der Unterrichtseinheit sind hier kurz zusammengefasst. Die Praxisprojekte Jedes Praxisprojekt hat einen Schwerpunkt und ein eigenes Medium, mit dem das Thema Regenwald umgesetzt wird. Materialien von OroVerde Das Materialpaket "Weil wir es wert sind" ist Lehrmaterial, das die Tropenwaldstiftung OroVerde konzipiert und herausgegeben hat. Neben den Materialien für Haupt- und Förderschulen gibt es außerdem Materialien für die Grundschule (3. und 4. Klasse, "Schokolade wächst auf Bäumen?!"), für die 5. und 6. Klasse ("Warum regnet es im Regenwald?") und für Schülerinnen und Schüler ab der 8. Klasse ("Geist ist geil!" - Werbung und Natur). Die Schülerinnen und Schüler werden für das Thema Umwelt- und Klimaschutz sensibilisiert. lernen, wie sie im Schulalltag aktiv den Umweltschutz fördern können. lernen das Thema Nachhaltigkeit und sein Bedeutung anhand konkreter Alltagsfragen kennen. Die Schülerinnen und Schüler können verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen, Grafiken und Bilder hinsichtlich relevanter Informationen auswerten setzen Informationen aus verschiedenen Medien miteinander in Verbindung. lernen, diese Informationen in anderen medialen Darstellungsformen wiederzugeben bzw. zusammenzufassen. Thema Grüne Schule. Ideen für mehr Umweltschutz in der Schule Autorin Anke Helle, Redaktion Focus Schule Fächer Biologie, Sachunterricht Zielgruppe Klassenstufen 3 bis 10 aller Schulformen Zeitraum etwa 8 bis 10 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang, Beamer, Mozilla Firefox oder Internet Explorer, Flash-Player Die Aktion "Grüne Schule" bezieht sich direkt auf das Alltagsleben der Schülerinnen und Schüler. Sie haben die Möglichkeit aktiv für den Umwelt- und Klimaschutz einzutreten und lernen, dass vor allem die kleinen Veränderungen im täglichen Leben den Schutz der Umwelt vorantreiben. Dazu werden 15 konkrete Bereiche vorgestellt, in denen die Schülerinnen und Schüler einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten können: vom Inhalt des Mäppchens über den Weg zur Schule bis zur Klassenfahrt. Sie untersuchen die häufigen Fehler und Nachlässigkeiten und entwickeln dann konkrete Verbesserungsvorschläge, die sie direkt umsetzen können. 15 Ideen zum Umweltschutz an Schulen Die Redaktion von Focus Schule hat 15 konkrete Ideen zum Umweltschutz im Schulalltag zusammengestellt. Das Bildungsmagazin Focus Schule startete die bundesweite Aktion "Grüne Schule" gemeinsam mit der Deutschen Bundesstiftung Umwelt im Schuljahr 2009/10. Die Aufklärungskampagne an Schulen zu den Alltagsaspekten des Klima- und Umweltschutzes soll Umweltbewusstsein bei Schülerinnen und Schülern, Lehrkräften und Eltern fördern und das Thema für junge Leute attraktiver machen. Anhand vier interaktiver Lernmodule ("Biokraftstoffe aus der Landwirtschaft", "Abbau von Bodenschätzen im Tagebau", "Umgang mit dem Ökosystem Wald" und "Flächennutzung") erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die Auswirkungen einer anthropogenen Entwicklung auf die drei Nachhaltigkeitsdimensionen - Umwelt, Wirtschaft, Gesellschaft - mithilfe einer Vielzahl vorgegebener Informationsquellen. Einen Schwerpunkt bilden dabei die Analyse und Auswertung von digitalen Fernerkundungsdaten in Form von Luft- und Satellitenbildern. Das angeeignete Wissen über die ökonomischen, ökologischen und sozialen Folgen einer Entwicklung bildet die Grundlage für eine Bewertung unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit. Dabei steht auch die selbstständige Erforschung der Heimat im Fokus. Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene geographische Räume in Deutschland sowie weltweit kennen. lernen die Auswirkungen einer anthropogenen Entwicklung auf Mensch, Umwelt und Wirtschaft in dem betrachteten Raum kennen. können die Satellitenbildauswertung mit anderen erarbeiteten Informationen sowie die aus eigener Geländearbeit gewonnenen Informationen kombinieren und hinsichtlich einer Fragestellung beurteilen. Die Schülerinnen und Schüler können verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen, Grafiken, Fotos, Luft- und Satellitenbilder hinsichtlich relevanter Informationen auswerten. setzen Informationen aus verschiedenen Medien miteinander in Verbindung. lernen, diese Informationen in anderen medialen Darstellungsformen wiederzugeben bzw. zusammenzufassen. Thema Raumentwicklungen bewerten lernen Autoren Michelle Haspel, Markus Jahn, Alexander Siegmund Fächer Biologie, Geographie, EWG, GWG Zielgruppe Module "Abbau von Bodenschätzen im Tagebau" und "Umgang mit dem Ökosystem Wald" für die Klassenstufen 5 bis 7; Module "Biokraftstoffe aus der Landwirtschaft" und "Flächennutzung" für die Klassenstufen 8 bis 10 Zeitraum etwa 3 bis 5 Unterrichtsstunden für ein Raumbeispiel, abhängig von Einzelarbeit oder Gruppenarbeit Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang (am besten für je 2 Personen), Beamer, Mozilla Firefox oder Internet Explorer, Flash-Player Neben weltweit verorteten Raumbeispielen (globale Ebene) rücken in dieser Unterrichtseinheit auch in Deutschland auftretende Entwicklungen (lokale Ebene) in den Blickpunkt der Untersuchung. Den eigenen Heimatraum erkunden die Jugendlichen auf Satellitenbild-Karten der Bundesrepublik von verschiedenen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Farbdarstellungen. Wichtige Bildinformationen können ausgedruckt oder kostenlos heruntergeladen werden, um sie bei der Untersuchung des persönlichen Umfelds unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit als Datengrundlage und zur Orientierung im Gelände einzusetzen. Die Begegnung mit der realen Umwelt wird unterstützt durch zahlreiche Anleitungen zur Durchführung von geo-/umweltwissenschaftlichen Feldmethoden sowie durch Arbeitsblätter für den praktischen Einsatz vor Ort. Hinweise zur Arbeit mit dem Portal GLOKAL Change stellt globale Bezüge zur lokalen Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler her. Die Schülerinnen und Schüler erwerben Wissen über das Ökosystem Regenwald, seine Bedrohung und über den Schutz des Regenwaldes und können dieses Wissen anwenden. stellen eine Verbindung zwischen dem Regenwald und unserem Alltag in Deutschland her und hinterfragen diese kritisch. sind in der Lage, Verständnis für globale Vernetzungen und Abhängigkeiten zu entwickeln. erlangen Entscheidungs- und Bewertungsfähigkeit und entwickeln selbst Maßnahmen, die zum Schutz des Regenwaldes beitragen. Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, individuelle und kulturelle Leitbilder zu reflektieren. können das eigene Handeln als kulturell bedingt und veränderbar wahrnehmen. entwickeln eigenständige Handlungsalternativen. können die eigene Meinung äußern, akzeptieren andere Standpunkte und arbeiten kooperativ im Team. Die Schülerinnen und Schüler können verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen und Grafiken hinsichtlich relevanter Informationen auswerten. setzen Informationen aus verschiedenen Medien miteinander in Verbindung. lernen, diese Informationen in anderen medialen Darstellungsformen wiederzugeben und zusammenzufassen. Thema Tatort Tropenwald: Ein Mitmach-Krimi Autorinnen Birthe Hesebeck, Maike Lambrecht Fächer Biologie, Geographie, Politik, Soziales, Wirtschaft Zielgruppe Schülerinnen und Schüler ab Klasse 7 Zeitraum Krimispiel mit Auswertung: 1 Doppelstunde; Nachbereitung und Vertiefung: variabel, 1 bis 4 Unterrichtsstunden Medien optional: Computer, Internetzugang, Beamer Die Unterrichtseinheit Tatort Tropenwald führt die Schülerinnen und Schüler in der Rolle als Ermittler in einem Krimi spielend-entdeckend an die Themen Tropenwaldschutz und Erhaltung der Biodiversität heran. In Kleingruppen untersuchen sie Schritt für Schritt die komplizierte Vernetzung zwischen menschlichem Leben und der Existenz der Tropenwälder als Lebensraum für Millionen von Pflanzen- und Tierarten. Ebenso setzen sie sich mit sozialpolitisch und gesellschaftlich relevanten Bereichen auseinander. Im Fokus der Recherche stehen auch die unterschiedlich motivierten Interessensgruppen am Regenwald vor Ort - etwa Grundbesitzer, einheimische Volksstämme, Kleinbauern und die globale Großindustrie. Sie hinterfragen Produktion und Konsum in den Industrienationen und deren Auswirklungen auf den Bestand des tropischen Regenwalds. Interessant ist dabei auch, welche Rolle Journalisten in diesem "Mordfall" spielen. Hintergrundinformationen und Vorbemerkungen Hintergrundinformationen zum Themenkomplex Regenwald sowie Bemerkungen zu zentralen Ansätzen der Unterrichtseinheit sind hier kurz zusammengefasst. Inhalt und Ablauf des Krimispiels Der Mitmach-Krimi verfolgt einen handlungs- und erfahrungsorientierten Ansatz. Detailliertere Informationen zur Umsetzung im Unterricht finden Sie hier. Materialien von OroVerde Der Mitmachkrimi "Tatort Regenwald" für den Unterricht ist Lehrmaterial, das die Tropenwaldstiftung OroVerde konzipiert und herausgegeben hat. Neben dem Krimispiel gibt es außerdem Materialien für die Grundschule (3./4. Klasse, "Schokolade wächst auf Bäumen?!"), für die 5. und 6. Klasse ("Warum regnet es im Regenwald?") und für Schülerinnen und Schüler ab der 8. Klasse ("Geist ist geil!" - Werbung und Natur). Projektträger ist OroVerde, die Stiftung zur Rettung der Tropenwälder. In Addition zum Pilotprojekt "Weil wir es wert sind" entstanden die Materialien für den Unterricht.

Hier finden Sie Unterrichtseinheiten und Anregungen zum Unterricht mit digitalen Medien im Fach Mathematik zum Thema Algebra: Rechnen in Zahlenbereichen, Zuordnungen, Gleichungen und Ungleichungen, lineare Funktionen, quadratische Funktionen, Potenzfunktionen, ganzrationale Funktionen, Exponentialfunktionen und Begabtenförderung. Das Wilhlem-Ostwald-Gymnasium nutzt ab der 8. Klasse Note- und Netbooks im Unterricht. So können die Kosten für teure CAS-Systeme gespart werden, die nur für den Mathematik-Unterricht genutzt werden könnten. Mit freier Software können die Schülerinnen und Schüler alle im Lehrplan geforderten Themen im Mathematikunterricht bearbeiten. Die Geräte können darüber hinaus aber auch in anderen Fächern eingesetzt werden. In diesem Webtalk stellt Henrik Lohmann eine Unterrichtsreihe vor, die exemplarisch zeigt, wie mobile Geräte und digitale Arbeitsmaterialien genutzt werden. Die Materialien zum Thema "Quadratische Gleichungen und Funktionen" stehen unten zum Download bereit. Thema Stationenlernen mit Netbooks: "Quadratische Gleichungen und Funktionen" Autor Henrik Lohmann Anbieter Universität Duisburg Essen - learning lab, MINTec Fächer Informatik, Mathematik Zielgruppe Sekundarstufe I und II, Material erprobt in Jahrgangsstufe 9 Technische Voraussetzungen Computer mit Geogebra und Maxima, Internetzugang mit Schulplattform Materialien zur Informationstechnischen Grundbildung Beiträge und Resultate aus den vielfältigen Aktivitäten des nationalen Excellence-Schulnetzwerks MINT-EC und seiner Netzwerkschulen werden in der Schriftenreihe "Materialien zur Informationstechnischen Grundbildung" zusammengeführt und veröffentlicht. In verschiedenen Themenclustern erarbeiten MINT-EC-Lehrkräfte und Schulleitungen Schul- und Unterrichtskonzepte, entwickeln diese weiter und nehmen dabei neue Impulse aus Wissenschaft und Forschung und aus aktuellen Herausforderungen der schulischen Praxis auf. Das learning lab der Universität Duisburg Essen befasst sich seit Jahren mit der Konzeption und Entwicklung innovativer Lösungen für das Lernen insbesondere mit digitalen Medien. Im IT-Cluster des MINT-EC arbeitet eine Gruppe von Schulleitung und Medienbeauftragten aus dem Netzwerk von über 180 Gymnasien bundesweit zusammen, um die Potentiale digitaler Medien für den Unterricht systematisch nutzbar zu machen. Die Kopiervorlagen lassen sich einfach und schnell individualisieren und an die jeweiligen schulischen Erfordernisse anpassen - und Sie gehen als Lehrkraft stets bestens gerüstet in Ihren Unterricht. Der Mathelehrer Algebra unterstützt Sie mit allem, was Sie zur Unterrichtsvorbereitung brauchen. Hier wird das gesamte Algebra-Wissen der Unter- und Mittelstufe vermittelt - und zwar vollständig vertont. 80 spannende Themenaufgaben helfen den Schülerinnen und Schülern, den Unterrichtsstoff zu begreifen. Druckbare Darstellungen und viele Beispiele machen den trockenen Algebra-Stoff zum leicht verständlichen Lernerlebnis. Die vielen Beispielaufgaben mit Lösungen schaffen abwechslungsreiche Übungsmöglichkeiten. Auch Eltern profitieren von der Lernsoftware - als Nachschlagewerk, Übungsquelle und Unterstützung beim gemeinsamen Lernen mit den Schülerinnen und Schülern. Empfehlen Sie als Mathelehrkraft den Eltern Ihrer Schülerinnen und Schüler diese Software, damit diese auch in ihren Familien die optimale Lernunterstützung erhalten. Die Mappe im praktischen DIN-A4-Format enthält: Lernsoftware für das Fach Algebra 133 Kopiervorlagen mit allen lehrplanrelevanten Themen Alle Kopiervorlagen zum Drucken und Editieren in elektronischer Form Auszeichnung: CLEVER 2009 für Mathelehrer Algebra! CLEVER ist das Prüfsiegel für empfehlenswerte Software, das die ZUM (Zentrale für Unterrichtsmedien) und die Redaktionsagentur S@M Multimedia Services gemeinsam herausgeben. Die hier vorgestellte dynamische Veranschaulichung wurde mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt und in eine interaktive Webseite eingebunden. Dies ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern zu probieren, zu beobachten und ihre Vermutungen einer Prüfung zu unterziehen. Direkte Rückmeldungen unterstützen die Lernenden auf dem Weg, die Rechenregeln für die Addition ganzer Zahlen zu finden, sowie bei der Anwendung und Festigung der erworbenen Kenntnisse. Durch den Einsatz interaktiver dynamischer Arbeitsblätter erfährt das selbstverantwortete Lernen eine methodische Bereicherung. Die Schülerinnen und Schüler sollen durch Experimentieren die unterschiedlichen Regeln für die Addition ganzer Zahlen selbstständig finden. die Regeln für die Addition ganzer Zahlen verbal beschreiben und die erworbenen Kenntnisse auf unterschiedliche Beispiele anwenden können. Thema Addition ganzer Zahlen Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 5-6 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Lernende, Java Runtime Environment ( kostenloser Download ) Planung Addition ganzer Zahlen Die mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellte dynamische Veranschaulichung ermöglicht es Schülerinnen und Schülern, den Zusammenhang zwischen der Addition und der Subtraktion ganzer Zahlen und somit die Regel für die Subtraktion ganzer Zahlen durch angeleitetes, systematisches Probieren selbstständig zu finden. Die direkten Rückmeldungen des interaktiven Arbeitsblattes begleiten die Lernenden auf ihrem individuellen Lernweg, auf dem sie das Lerntempo und den Grad der Veranschaulichung selbst bestimmen. Sie gelangen so durch Veranschaulichung zu der Einsicht, dass man die Subtraktion ganzer Zahlen auf die Addition der Gegenzahl zurückführen kann. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass zwischen der Addition und Subtraktion ganzer Zahlen ein Zusammenhang besteht. erkennen, dass man die Subtraktion ganzer Zahlen durch die Addition der Gegenzahl ersetzen kann. die gewonnenen Erkenntnisse auf unterschiedliche Aufgabenstellungen anwenden können. Thema Subtraktion ganzer Zahlen mit GeoGebra Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 5-6 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Lernende, Java Runtime Environment ( kostenloser Download ) Planung Verlaufsplan: Subtraktion ganzer Zahlen Die Schülerinnen und Schüler sollen im Lernbereich "Natürliche Zahlen" die Begriffe Teilbarkeit, Vielfache und Teiler sowie Mengen kennen (Klasse 5). im Wahlpflichtbereich "Wie die Menschen Zählen und Rechnen lernten" Einblick gewinnen in das Zählen und in die Schreibweisen von Zahlen in einem anderen Kulturkreis (Klasse 5). sich im Rahmen der Prüfungsvorbereitung mit den Begriffen Teiler- und Vielfachmengen sowie mit Stellenwertsystemen auseinandersetzen (Klasse 10). Thema Zahlen und Kalender der Maya Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 5 (natürliche Zahlen, Schreibweisen von Zahlen) Klasse 10 (Prüfungsvorbereitung) Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplätze in ausreichender Zahl (Einzel- oder Partnerarbeit) Einführung der Lernumgebung per Beamer Schülerinnen und Schüler der Klasse 5 sind den Einsatz interaktiver Arbeitsblätter oft noch nicht gewohnt. Daher sollte der Umgang damit zunächst von der Lehrperson per Beamer gezeigt werden. Auch die Steuerung einer VRML-Animation sollte demonstriert werden. Die 3D-Animationen der Lernumgebung zum Maya-Kalender sorgen für Anschaulichkeit und vereinfachen die Visualisierung von Aufgabenstellungen und Zusammenhängen. Alle animierten GIFs und Videos der Lernumgebung wurden vom Autor mithilfe des 3D-CAD-Programmes FluxStudio 2.0 erzeugt. Hinweise zum Einsatz der Übungen Ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer korrekten Zahleneingabe bei den Übungen führt zu erhöhter Konzentration und damit zu weniger Frusterlebnissen. Diese entstehen, wenn Fragen inhaltlich richtig, aber formal fehlerhaft (zum Beispiel durch Leerstellen) in die Arbeitsblätter eingegeben werden. Die Angaben werden dann als falsch bewertet. Auch Partnerarbeiten zwischen Schülerinnen und Schülern mit guten Deutschkenntnissen und Lernenden, denen die deutsche Sprache schwer fällt (Integrationskinder), kann zur Vermeidung von Frusterlebnissen beitragen. Inhalte der Lernumgebung Schülerinnen und Schüler lernen die Maya-Ziffern kennen. Zahnrad-Modelle veranschaulichen die Kalenderzyklen bis hin zum "Long Count", der 2012 enden wird. Die Schülerinnen und Schüler sollen eigene Vorstellungen zu den verschiedenen Grundvorstellungen der Bruchzahlen entwickeln. ihre eigenen Vorstellungen von Bruchzahlen verbalisieren können. Bruchzahlen als wichtige Bestandteile in ihrer Umwelt identifizieren und Verständnis für Sinn und Bedeutung der einzelnen Aufgaben entwickeln. an die Bedeutung von Bruchzahlen intuitiv herangehen und ein eigenes Verständnis für diese entwickeln, ohne die Begriffe Zähler und Nenner zu benutzen. die Aufgaben nach Abschluss des jeweiligen Entdeckerarbeitsblattes selbst erarbeiten können. Thema Schulung der Grundvorstellung von Bruchzahlen Autor Katrin Hausmann unter Mithilfe von Thomas Borys Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 5 oder 6 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Computerraum, Software: Excel Innerhalb der gesamten Anwendung wurde das Konzept verfolgt, zu den Grundvorstellungen spezielle Übungsaufgaben (im Hauptmenü grün gefärbt) und eine zugrunde liegende Erklärung - oder Entdeckungsseite (gelb gefärbt) - anzubieten. Die Entdeckungsseiten sollen für unerfahrene Schülerinnen und Schüler einen ersten Zugang liefern. Sie verfügen über ein Textfeld, in das die Lernenden ihre Beobachtungen und ersten Versuche zur Beschreibung der verschiedenen Grundvorstellungen der Bruchzahlen schreiben können. Die Texte können nach Ende der Bearbeitung von der Lehrkraft in dem Tabellenblatt "Beobachtungen" eingesehen werden. Damit die Excel-Arbeitsblätter richtig funktionieren, müssen Makros aktiviert sein und die Sicherheitsstufe auf "mittel" eingestellt werden. Hinweise zur Durchführung im Unterricht Die interaktive Excel-Lernumgebung ermöglicht den Schülerinnen und Schülern ein selbstständiges Entdecken der Lerninhalte. Thomas Borys ist Gymnasiallehrer für Mathematik und Physik. Er arbeitet als Studienrat im Hochschuldienst an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe am Institut für Mathematik und Informatik. Die Subtraktion gemischter Zahlen ist einer der Bereiche der Bruchrechnung, der sich durch eine hohe Fehlerquote bei Schülerinnen und Schülern auszeichnet. Grund dafür ist nicht selten die Tatsache, dass die Lernenden über unzureichende Grundvorstellungen verfügen. So ist es oftmals im Unterricht verwunderlich, dass Aufgaben wie zum Beispiel "1 minus 3/5", die allein auf der anschaulichen Ebene ohne jedes formale Rechenkalkül zu lösen wären, zu Fehlern führen. Die hier vorgestellte Lernumgebung möchte Wege aufzeigen, wie Schritt für Schritt Grundvorstellungen aufgebaut werden können, um Aufgaben des Typs "3 2/7 minus 1 4/7" auf der anschaulichen und bildlichen Ebene zu lösen. So erzeugte Grundvorstellungen können ein nachhaltiges Lernen fördern. Die Verwendung von interaktiven dynamischen Arbeitsblättern unterstützt die Lernenden und ermöglicht ihnen einen individuellen und eigenständigen Zugang zu Grundvorstellungen. Alle dynamischen Darstellungen wurden mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt. Durch ihr Konzept, algebraische mit geometrischen Elementen zu verbinden, eignet sich diese Software in besonderer Weise, um algebraische Zusammenhänge dynamisch zu veranschaulichen. Die Schülerinnen und Schüler sollen natürliche Zahlen als Scheinbrüche in die Bruchzahlen einordnen können. Brüche von natürlichen Zahlen und gemischten Zahlen anschaulich und symbolisch subtrahieren können. die Subtraktion einer gemischter Zahl als Subtraktion einer natürlichen Zahl und eines Bruchs verstehen lernen. die Subtraktion gemischter Zahlen symbolisch ausführen können. Thema Gemischte Zahlen anschaulich subtrahieren Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6 Zeitraum 2-3 Stunden Technische Voraussetzungen Mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Schülerinnen oder Schüler; für die Nutzung der dynamischen Materialien benötigen Sie das kostenlose Plugin Java Runtime Environment (Version 1.4 oder höher), Javascript muss aktiviert sein. Planung Gemischte Zahlen anschaulich subtrahieren Die geometrische Veranschaulichung des Erweiterns anhand der Verfeinerung der Unterteilung eines gegebenen Rechtecks wird mithilfe von GeoGebra realisiert. Neben der dynamischen Veranschaulichungs- und Experimentierumgebung bietet die Unterrichtseinheit eine javascript-basierte algebraische Übungsmöglichkeit zur Individualisierung und Differenzierung des Unterrichts. Eine zusätzliche, nicht zu unterschätzende, Motivation während dieser Übungs- und Vertiefungsphase bietet ein Wettbewerb, bei dem die Schülerinnen und Schüler die von Ihnen erreichte Punktzahl in eine Bestenliste eintragen können. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass für eine Bruchzahl unterschiedliche Darstellungen möglich sind. durch Experimentieren das Erweitern eines Bruchs visuell erfahren. das Erweitern eines Bruchs durch das Multiplizieren von Zähler und Nenner mit der gleichen Zahl selbstständig entdecken. die erworbenen Kenntnisse über das Erweitern von Brüchen auf unterschiedliche Beispiele anwenden. Thema Erweitern von Brüchen - eine interaktive Einführung Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Lernende, Browser mit aktiviertem Javascript; Java Runtime Environment (kostenloser Download) Unterrichtsplanung Erweitern von Brüchen - eine interaktive Einführung In dieser Unterrichtseinheit werden drei unterschiedliche Übungsmöglichkeiten vorgestellt, mithilfe derer das Rechnen mit ganzen Zahlen vertieft werden kann. Anhand von zwei Übungen soll dabei zuerst das Ausgangsniveau gesichert werden. Darin werden noch einmal die Kenntnisse zur Addition und Multiplikation von ganzen Zahlen auf einen aktuellen Stand gebracht. Durch die Verwendung von variablen Rechenbäumen werden in einem zweiten Schritt die Rechenarten miteinander verbunden. Abschließend wird das bereits im Bereich der Dezimalzahlen behandelte arithmetische Mittel in Verbindung mit dem Rechnen mit ganzen Zahlen aufgefrischt und in einen Anwendungskontext, der Ermittlung von Durchschnittstemperaturen, gestellt. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre Kenntnisse im Bereich der Addition und Multiplikation ganzer Zahlen vertiefen. durch die Kombination von Grundrechenarten im Bereich der ganzen Zahlen Sicherheit im Rechnen erlangen. das arithmetische Mittel auf ganze Zahlen anwenden können. mithilfe des arithmetischen Mittels auf Ausgangswerte schließen können. Thema Ganze Zahlen - Grundrechenarten verbinden und anwenden Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6-7 Zeitraum circa 2-3 Stunden Medien Internet Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Schüler oder Schülerinnen; Software: Java , Version 1.4 oder höher, kostenfreier Download Interaktive dynamische Arbeitsblätter können durch die automatische Kontrolle der Ergebnisse und Rückmeldungen, die den Schülerinnen und Schülern eine eigenständige Fehleranalyse ermöglichen, einen wertvollen Beitrag zur Vertiefung der erworbenen Kenntnisse leisten. Hinweise zum Einsatz im Unterricht Aufbau und Funktionsweise der interaktiven Arbeitsblätter werden erläutert. Die Lernenden können eigenständig mit ihnen arbeiten. Erste Unterrichtsstunde In der einführenden Stunde lösen die Lernenden Aufgaben zur Multiplikation und Addition positiver und negativer ganzer Zahlen. Zweite Unterrichtsstunde Anhand von variablen Rechenbäumen sollen die Schülerinnen und Schüler drei fehlende ganze Zahlen ermitteln. Dritte Unterrichtsstunde Das Rechnen mit positiven und negativen ganzen Zahlen wird in einen Anwendungskontext zur Ermittlung von Durchschnittstemperaturen gestellt. Bei der Einführung des Termbegriffs gilt es, Kontexte zu finden, die es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, Grundvorstellungen auszubilden. Die Länge eines Zugs ist abhängig von der Länge der Lokomotive und der Länge sowie der Anzahl der Waggons. Anhand dieses konkreten Kontexts werden in dieser Unterrichtseinheit die Begriffe Term und Termwert anschaulich eingeführt. Ein wesentliches Element dieser kontextorientierten Einführung ist die enge Verknüpfung von bildlicher, symbolischer und nummerischer Darstellung, die durch die Verwendung der dynamischen Mathematiksoftware GeoGebra möglich wird. Für die sich anschließende Übungsphase werden Aufgaben bereitgestellt, die ein individualisiertes und differenziertes Lernen ermöglichen. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass die Länge eines Zugs von der Länge der Lokomotive, der Länge und der Anzahl der Waggons abhängt. erkennen, dass die Zuglänge, abhängig von der Anzahl der Waggons, mithilfe von Tabellen dargestellt werden kann. Einsicht gewinnen, dass Zuglängen mit Termen beschrieben werden können. Tabellen analysieren und fehlende Termwerte ergänzen können. ausgehend von tabellarischen Darstellungen Terme selbstständig entwickeln können. Thema Terme - eine kontextorientierte Einführung mit GeoGebra Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6-7 Zeitraum circa 2-3 Stunden Medien Internet Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Schülerinnen oder Schüler; Software: Java , Version 1.4 oder höher, kostenfreier Download Planung Terme - eine kontextorientierte Einführung mit GeoGebra Die Schülerinnen und Schüler sollen den Dreisatz für die direkte Proportionalität richtig anwenden. Wertetabellen richtig ausfüllen. Zuordnungsvorschriften der Form y=mx formulieren. das Eintragen von Wertepaaren in ein Koordinatensystem beherrschen. erkennen, dass die Graphen direkt proportionaler Zuordnungen ansteigende Geraden ergeben, die durch den Koordinatenursprung verlaufen. Thema Proportionalität Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6 Zeitraum 1-3 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplatz (am Besten ein Computer pro Kind), Browser mit aktiviertem Javascript Einsatzmöglichkeiten Die Unterrichtseinheit zielt in erster Linie auf das Übertragen von Werten aus einer Wertetabelle in ein Koordinatensystem. Dazu können die interaktiven Übungen der Arbeitsblätter entweder nach der Behandlung des Themas im Unterricht zur selbstständigen Schülertätigkeit angeboten werden (eine Unterrichtsstunde), oder bereits für die Erarbeitung des Themas "Darstellung der direkten Proportionalität im Koordinatensystem" verwendet werden (drei Unterrichtsstunden). In Klasse 6 empfiehlt sich der Einsatz eines Beamers, wenn die Kinder die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt sind. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Dreisatzes für die indirekte Proportionalität richtig anwenden. Wertetabellen richtig ausfüllen können. Zuordnungsvorschriften der Form y=m/x formulieren können. das Eintragen von Wertepaaren in ein Koordinatensystem beherrschen. erkennen, dass die Graphen indirekt proportionaler Zuordnungen keine ansteigende Geraden mehr ergeben, sondern bestimmte Arten von Kurven: Hyperbeläste (ohne den Begriff zu kennen). Thema Indirekte Proportionalität Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 6 Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplatz (im Idealfall ein Computer pro Kind), Browser mit aktiviertem Javascript Einsatzmöglichkeiten und Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit zielt in erster Linie auf das Üben des Übertragens von Werten aus einer Wertetabelle in ein Koordinatensystem. Dazu können diese interaktiven Übungen bereits bei der Behandlung dieses Themas im Unterricht als selbstständige Schülertätigkeit angeboten werden. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die direkte Proportionalität bereits auf diese Weise bearbeitet wurde (siehe Unterrichtseinheit Direkte Proportionalität ). In Klasse 6 empfiehlt sich der Einsatz eines Beamers, wenn die Kinder die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt sind. Die Verwendung webbasierter interaktiver Arbeitsblätter zum Thema Gleichungen und Ungleichungen ermöglicht Schülerinnen und Schülern in dieser Unterrichtseinheit einen neuen Umgang mit Fehlern. Die eingesetzten Online-Arbeitsblätter sind Bestandteil der umfangreichen Unterrichtsmaterialien von realmath.de . Bei der Bearbeitung des ersten Arbeitsblattes analysieren die Schülerinnen und Schüler die Hausaufgaben des fiktiven Geschwisterpaares Paul und Paula, suchen Fehler und beschreiben deren Ursachen. Anschließend begegnen sie in einem zweiten Online-Arbeitsblatt Aufgabenstellungen, bei denen sie ihre Fehleranalyse produktiv umsetzen können: Sie bauen ganz bewusst Fehler in Gleichungen ein, die ihre Partnerin oder ihr Partner dann korrigieren soll. Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit entstand im Rahmen der Mitarbeit am SINUS-Transfer -Projekt. Sie soll insbesondere aufzeigen, wie Zielsetzungen von SINUS-Transfer durch die Unterstützung webbasierter Arbeitsblätter umgesetzt werden können (Modul 3: Aus Fehlern lernen). Die Schülerinnen und Schüler sollen Fehler in bearbeiteten Gleichungen und Ungleichungen finden. Fehler und deren Ursachen beschreiben. das Wissen über Fehler kreativ und produktiv umsetzen. Thema Gleichungen und Ungleichungen - Fehler produktiv nutzen Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 7-8 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen Ein Computer mit Internetzugang für je zwei Schülerinnen oder Schüler; Browser mit aktiviertem Javascript; Beamer Unterrichtsplanung Verlaufsplan Gleichungen und Ungleichungen der Unterrichtseinheit Das Lösen von Gleichungen und Ungleichungen durch Äquivalenzumformungen sowie das Inversions- und Distributivgesetz müssen bereits besprochen und an Beispielen behandelt worden sein. Die Unterrichtseinheit selbst basiert auf zwei HTML-Seiten, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Methodische Vorgehensweise Wie können die negativen Vorerfahrungen der Schülerinnen und Schüler mit dem Begriff ?Fehler? ins Positive gewendet werden? Unterrichtsverlauf "Gleichungen und Ungleichungen" Beschreibung der Unterrichtsphasen, Hinweise zum Einsatz der Arbeitsmaterialien und Screenshots der Online-Arbeitsblätter Bezug der Unterrichtseinheit zu SINUS-Transfer Aus Fehlern lernen - Schwerpunkt von SINUS-Modul 3 ist die Rehabilitierung des Fehlers als Lerngelegenheit. Zentrales Element dieser Lerneinheit ist das Beispiel eines Flugzeugs, das für Scanneraufnahmen über eine Landschaft fliegt und durch eine Windböe vom geraden Kurs abkommt. Die dadurch auf dem Scannerbild entstandene Verzerrung können die Schülerinnen und Schüler durch eine Funktion korrigieren. Zusätzlich zum Verständnis der mathematischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Das Projekt FIS des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen können. einen klaren Bezug zwischen den mathematischen Inhalten und der realen Situation herstellen können. die Struktur eines digitalen Bildes kennen und auf die Problemstellung übertragen können. die Anforderung an eine Funktion formulieren, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. denn Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes verstehen. Thema Pixel auf Abwegen Autoren Dr. Kerstin Voß, Henryk Hodam Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 8 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Adobe Flash-Player (kostenloser Download) Planung Pixel auf Abwegen Ziel der Unterrichtseinheit ist es, Aufgaben und die Mechanismen einfacher linearer Funktionen zu verstehen. Durch die praktische Anwendung sollen mögliche Verständnisbarrieren frühzeitig überwunden werden und den Lernenden ein klarer Bezug der mathematischen Inhalte zu realen Situationen aufgezeigt werden, in diesem Fall zur rechnerischen Entzerrung von Scannerbildern. Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe des Moduls vielmehr das Verständnis für den Sinn und die Charakteristik von einfachen Funktionen festigen, bevor es lehrplangemäß zur Vertiefung dieser Thematik kommt. Es ist jedoch denkbar, Themen wie den Aufbau einer Funktionsgleichung oder die Herleitung einer Funktionsgleichung aus zwei Punkten eines Graphen an das Modul anzulehnen und sich im regulären Unterricht sukzessive die Werkzeuge zur Lösung des Moduls zu erarbeiten. Die mathematische Auseinandersetzung mit dem Funktionsbegriff ist zentrale Aufgabe des Moduls. Zusätzlich lernen die Schülerinnen und Schüler Aspekte der Fernerkundung kennen. Einführung in die Thematik Das interaktive Modul gliedert sich in ein Startmenü, eine Einleitung und den in drei Bereiche unterteilten Aufgabenteil. Aufgabenteil im Computermodul Hier wird der Aufgabenteil mit den drei Bereichen Analyse, Funktion und Entzerrung genauer beschrieben. Henryk Hodam studierte Geographie an der Universität Göttingen. In seiner Diplomarbeit setzte er sich bereits mit der multimedialen Vermittlung räumlicher Prozesse auseinander. Zurzeit arbeitet Herr Hodam als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt "Fernerkundung in Schulen". Um den Kern der Problematik im Modul erfassen zu können, ist eine kurze Erklärung notwendig, denn die hier behandelte Verzerrung ist nur charakteristisch für Scannerbilder. Die Beispiele aus den Hintergrundinformationen und vor allem die interaktive Animation am Anfang des Moduls sollen hier behilflich sein. Folie 1 zeigt klar den Unterschied zwischen einem normalen Luftbild und einem Scannerbild auf. Um zu verdeutlichen, wo die Vorteile eines Scannerbildes liegen, kann Folie 2 gezeigt werden. Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus ist die durchgeführte Bildkorrektur nur mithilfe eines Rechners durchführbar. Ein Umstand, der den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher bringt. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Es wird durch Ausführen der Datei "FIS_Pixel auf Abwegen.exe" gestartet. Dazu ist ein Adobe Flash Player notwendig. Der erste Bereich des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Die Animation verdeutlicht die Arbeitsweise eines flugzeuggestützten Scanners. Das Flugzeug scannt dabei eine Landoberfläche ab, gleichzeitig wird auf der rechten Seite der gescannte Bildbereich Reihe für Reihe, der aktuellen Flugzeugposition entsprechend, aufgebaut. Abb. 1 verdeutlicht dies (Platzhalter bitte anklicken). Die mittig angeordneten Pfeile dienen der Beeinflussung des Flugverhaltens. Das gescannte Bild reagiert dabei auf die ausgelösten Manöver und die entstandene Verzerrung wird angezeigt. Wird eine Seitwärtsbewegung ausgelöst, erscheint ein Button. Ein Klick auf den Button "Driftverzerrung bearbeiten" leitet über zum nächsten Menüpunkt. Zur Anpassung der Animation an geringere Rechnerleistung kann die Qualität mithilfe des Buttons im oberen linken Fensterbereich angepasst werden. Der zweite Bereich bietet eine animierte Einführung, in der ein Flugzeug über eine Landschaft fliegt. Abb. 2 gibt einen Eindruck dieser Animation (bitte auf den Platzhalter klicken). Eine semi-fiktionale Geschichte erzählt kurz, wie es zur Situation der Driftverzerrung gekommen ist, die es auf mathematischem Weg zu lösen gilt. Die "Weiter"-und "Zurück"-Buttons navigieren durch die beiden Abschnitte dieses Bereichs und leiten zum dritten Bereich, dem Aufgabenteil, weiter. Die Besonderheit der Übungen mit interaktiven dynamischen Arbeitsblättern ist darin zu sehen, dass von Schülerinnen und Schülern erstellte Zeichnungen per Computer analysiert und bewertet werden. Somit muss sich die Lehrkraft nicht mehr mit der unmittelbaren Korrektur der Schülerarbeiten befassen, sondern kann sich in einer differenzierten Unterrichtssituation leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern zuwenden und diesen bei auftretenden Schwierigkeiten helfend und erklärend zur Seite stehen. Alle dynamischen Zeichnungen innerhalb der HTML-Seiten wurden mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt. Durch ihr Konzept, algebraische mit geometrischen Elementen zu verbinden, eignet sich diese Software in besonderer Weise, um interaktive dynamische Lernumgebungen zu erstellen. Die Schülerinnen und Schüler sollen erkennen, dass die Steigung einer Geraden durch das Steigungsdreieck eindeutig festgelegt ist. die Gleichung von Ursprungsgeraden anhand der Steigung bestimmen können. Ursprungsgeraden nach einer gegebenen Gleichung zeichnen können. die Gleichung von Ursprungsgeraden aus den Koordinaten eines Punktes bestimmen können. Thema Steigung einer Geraden - mit GeoGebra entwickeln Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe 8. und 9. Klasse Zeitraum 2-3 Stunden Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang für je zwei Lernende, Browser mit aktiviertem Javascript, Java Runtime Environment (kostenloser Download) Planung Steigung einer Geraden - mit GeoGebra entwickeln In der Verbindung von Alltagssituationen mit dem Thema Lineare Funktionen soll den Schülerinnen und Schülern in dieser Unterrichtseinheit durch den Einsatz von interaktiven Webseiten ein eigenständiger Wissenserwerb ermöglicht werden. Die grafische Darstellung der bei Regen steigenden Wasserhöhe in einer Regentonne in Abhängigkeit von der Zeit ist das Thema des ersten interaktiven Arbeitsblattes (von der Website realmath.de ), das in dieser Unterrichtseinheit zum Einsatz kommt. Wird das Arbeitsblatt für den Einstieg in das Themengebiet "Lineare Funktionen" verwendet, kann hier propädeutisch der Begriff der Steigung erarbeitet werden. Kommt das Online-Arbeitsblatt erst im Verlauf des Themas zum Einsatz, so kann der mathematisch erarbeitete Begriff der Steigung mit neuer anschaulicher Bedeutung gefüllt werden. In dem darauf folgenden zweiten interaktiven Arbeitsblatt sind unterschiedliche Preisangebote eines Kartbahnbetreibers grafisch dargestellt. Es ermöglicht den Schülerinnen und Schülern, die eben erworbenen Kenntnisse in einem neuen Aufgabenumfeld anzuwenden und sich in einem Wettbewerb mit den Mitschülern zu messen. Die Unterrichtseinheit entstand im Rahmen der Mitarbeit des Autors am SINUS-Transfer -Projekt. Sie soll insbesondere aufzeigen, wie Zielsetzungen von SINUS-Transfer durch die Unterstützung von webbasierten Arbeitsblättern umgesetzt werden können (Modul 1: Weiterentwicklung der Aufgabenkultur; Modul 8: Aufgaben für kooperatives Arbeiten; Modul 9: Verantwortung für das eigene Lernen stärken). Die Schülerinnen und Schüler sollen Texte grafischen Darstellungen zuordnen. Informationen aus grafischen Darstellungen entnehmen und interpretieren. selbstständig Texte zu grafischen Darstellungen erstellen. eigene grafische Darstellungen zu Sachverhalten entwerfen. Thema Lineare Funktionen - grafische Darstellungen interaktiv erkunden Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 8-9 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen Ein Computer mit Internetzugang für je zwei Schülerinnen oder Schüler, Browser mit aktiviertem Javascript, Beamer, OHP Unterrichtsplanung Lineare Funktionen der Unterrichtseinheit Die Unterrichtseinheit basiert auf zwei HTML-Seiten, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die Interaktivität möglich wird, muss jedoch Javascript im Browser aktiviert sein. Die Inhalte der Webseiten sind so konzipiert, dass eine Behandlung der Linearen Funktionen als Voraussetzung zur Bearbeitung der Aufgaben nicht zwingend notwendig ist. Die Aufgaben können sogar als Baustein für den Einstieg in die Thematik Lineare Funktion verwendet werden. Das ?ICH-DU-WIR?-Prinzip Das methodische Konzept der Schweizer Didaktiker Peter Gallin und Urs Ruf zeigt einen Weg zur nachhaltigen Anregung individueller Lernprozesse auf. Unterrichtsverlauf "Lineare Funktionen" Hinweise zum Verlauf des Unterrichts und zum Einsatz der Arbeitsmaterialien (Arbeits- und Hausaufgabenblatt, Online-Arbeitsblätter) Bezug der Unterrichtseinheit zu SINUS-Transfer Weiterentwicklung der Aufgabenkultur, Aufgaben für kooperatives Arbeiten, Verantwortung für das eigene Lernen stärken Die Schülerinnen und Schüler sollen anhand der Funktionsmaschine den Funktionsbegriff verinnerlichen. Zuordnungsvorschriften linearer Funktionen kennen und anwenden können. Zuordnungsvorschriften der Form y=mx+n formulieren können. das Ablesen von linearen Funktionen aus dem Koordinatensystem beherrschen. das Eintragen von linearen Funktionen in ein Koordinatensystem beherrschen. Achsenabschnitte als Hilfsmittel zur Darstellung linearer Funktionen erkennen. das grafische Lösen linearer Gleichungssysteme kennen lernen. Thema Lineare Funktionen - die Funktionsmaschine Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 7 oder 10 Zeitraum etwa 4 Stunden bei der Erarbeitung in Klasse 7; etwa 2 Stunden beim Einsatz als Prüfungskomplex in Klasse 10 Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplatz (im Idealfall ein Computer pro Schülerin/Schüler), Flash-Player (kostenloser Download aus dem Internet), Browser mit aktiviertem Javascript Die Unterrichtseinheit dient der Erarbeitung des Funktionsbegriffs. Da sehr viele Schülerinnen und Schüler Schwierigkeiten haben, den Funktionsbegriff zu verinnerlichen, wird gerade auf die anschauliche Darstellung der Funktion als Maschine, die Zahlen verändert, Wert gelegt. Das Modell der Funktionsmaschine hat sich in der Mathematik-Didaktik als sehr anschaulich und einprägsam für die Lernenden erwiesen. Die auf dem ersten Arbeitsblatt verwendete Animation soll einen Beitrag zur weiteren Erhöhung dieser Anschaulichkeit leisten! Damit die Animation richtig angezeigt wird, muss ein Flash-Player für den Browser installiert sein und interaktive Webinhalte müssen zugelassen werden. Einsatz der Materialien Hinweise zum Einsatz der Arbeitsblätter, Links zu den Onlinematerialien und Screenshots. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung des Vorfaktors a in der Funktionsvorschrift f(x) = ax 2 + bx + c erkennen und benennen können. erkennen, dass ein negatives (positives) Vorzeichen des Vorfaktors b eine Verschiebung der Parabel nach rechts (links) bewirkt, vorausgesetzt der Vorfaktor a ist positiv (negativ). den Einfluss des Vorfaktors c auf die Lage der Parabel angeben können. anhand vorgegebener Funktionsvorschriften angeben können, wie die Parabel geöffnet und verschoben ist. Thema Untersuchung von Parabeln mit Excel Autorin Sandra Schmidtpott Fach Mathematik Zeitraum 1-2 Unterrichtsstunden (je nach Excel-Vorkenntnissen) Zielgruppe Klasse 9 technische Voraussetzungen Rechner in ausreichender Menge für Partnerarbeit, Beamer Software Excel Die Schülerinnen und Schüler sollen Quadratische Funktionen in der Normalform erkennen und zeichnen können. Quadratische Funktionen in der Scheitelpunktform erkennen und zeichnen können. Quadratische Funktionen von der Scheitelpunktform in die Normalform überführen können und umgekehrt. das Lösen Quadratischer Gleichungen beherrschen. das Lösen von Sachaufgaben mittels Quadratischer Gleichungen beherrschen. Thema Quadratische Funktionen und Gleichungen Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 9 oder 10 Zeitraum 7 Stunden Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplätze, im Idealfall ein Rechner pro Person; Flash-Player , Java Runtime Environment , Browser mit aktiviertem Javascript, Excel (für die Nutzung einer Hilfedatei zur Lösung Quadratischer Gleichungen); im Idealfall Beamer Die Schülerinnen und Schüler sollen die Problematik der Konstruktionen mit Zirkel und Lineal bewältigen. das Rechnen mit komplexen Zahlen üben. Funktionen mit zwei Variablen und deren Darstellung als Flächen im Raum kennen lernen. den Einsatz von Funktionen und Ortslinien in GeoGebra trainieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen im Umgang mit verschiedenen Software-Programmen vertraut werden. die Mathematiksoftware wxMaxima anwenden. die Mathematiksoftware GeoGebra anwenden. Thema Quadratische Gleichung Autor Georg Wengler Fach Mathematik Zielgruppe Jahrgangsstufe 11 Zeitraum 3 Stunden Technische Voraussetzungen ein Rechner pro Schülerin und Schüler, die (kostenfreie) Software GeoGebra und wxMaxima sollte installiert sein. Auf zwei verschiedene Arten sollen diese komplexen Lösungen sichtbar gemacht werden. Zum Einsatz kommen dabei die frei zugänglichen Mathematik-Programme GeoGebra und wxMaxima. Unterrichtsverlauf "Nullstellen" Hier sind die Voraussetzungen und die verwendeten Materialien für diese Unterrichtseinheit genauer beschrieben. Anregungen und Erweiterungen Weitere Vorschläge zu Anwendungen mit höhergradigen Polynomen sind hier aufgeführt. Literatur Richard Courant, Herbert Robbins Was ist Mathematik?, 5. Auflage Springer 2000, ISBN 3-540-63777-X, Seite 204 Am Beispiel der Einführung in die Potenzfunktion mit ganzzahligem Exponent soll aufgezeigt werden, wie Schülerinnen und Schüler sich die Eigenschaften dieser Funktionen durch Experimentieren und Beobachten erarbeiten können. Durch die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Veranschaulichungen werden sie in die Lage versetzt, sich ihrem eigenen Lerntempo entsprechend mit den Eigenschaften von Potenzfunktionen aktiv auseinander zu setzen. Die inhaltliche Aufbereitung der einzelnen interaktiven dynamischen Arbeitsblätter bietet eine Vorstrukturierung der zu erarbeitenden Unterrichtsinhalte. So leitet die Unterteilung in geradzahlige und ungeradzahlige Exponenten sowie die Vorgabe von jeweils neun zu prüfenden Aussagen zu zielgerichtetem Experimentieren an und unterstützt den individuellen Lernprozess. Die Zahl n als Exponent steht im Folgenden in allen Funktionsgleichungen stets für eine natürliche Zahl. Die Schüler und Schülerinnen sollen erkennen, dass die Eigenschaften von Potenzfunktionen mit der Gleichung y = x n für gerade und ungerade Exponenten unterschiedlich sind und diese benennen können. den Einfluss des Parameters a in der Funktionsgleichung y = ax n auf den Verlauf des Graphen beschreiben können. erkennen, dass die Eigenschaften von Potenzfunktionen mit der Gleichung y = x -n für gerade und ungerade Exponenten unterschiedlich sind und diese benennen können. den Einfluss des Parameters a in der Funktionsgleichung y = ax -n auf den Verlauf des Graphen beschreiben können. anhand vorgegebener Graphen deren Gleichung ermitteln können. Thema Potenzfunktion - Graphen analysieren, Eigenschaften entdecken Autor Dr. Andreas Meier Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 10 Zeitraum etwa 3 Stunden Technische Voraussetzungen mindestens ein Computer mit Internetzugang und aktiviertem Javascript für je zwei Lernende, Java Plugin (1.4.2 oder höher, kostenloser Download) Planung Potenzfunktion - Graphen analysieren Die Schülerinnen und Schüler sollen Potenzfunktionen erkennen und in ein Koordinatensystem einzeichnen können. Potenzfunktionen mithilfe von Funktionsplottern darstellen können. das Berechnen von Wertetabellen für Potenzfunktionen beherrschen. den Einfluss des Koeffizienten a auf den Verlauf der Potenzfunktionen y = f(x) = ax n erarbeiten. Wurzelfunktionsgraphen erkennen und beschreiben können. Thema Potenzfunktionen Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 10 Zeitraum 2 Stunden technische Voraussetzungen Computerarbeitsplätze, im Idealfall ein Rechner pro Person; Java Runtime Environment (kostenloser Download), Browser mit aktiviertem Javascript; eventuell Beamer Die Vorteile von Netbooks für den schulischen Einsatz liegen auf der Hand: Sie sind klein, leicht und deutlich preiswerter als herkömmliche Laptops. Die vorliegende Unterrichtseinheit zeigt Einsatzmöglichkeiten digitaler Medien für den Mathematikunterricht, ohne dass dafür der Computerraum aufgesucht werden muss. Vielmehr dienen die Netbooks dazu, im eigenen Klassenraum die fachlichen Inhalte mithilfe digitaler Medien noch anschaulicher zu vermitteln. Die Schülerinnen und Schüler sollen die mathematischen Inhalte der Kurvendiskussion erfassen und anwenden können. die mathematische Software (GeoGebra, wxMaxima) bedienen können. die verschiedene Software entsprechend ihrer Vorteile unterscheiden und zielgerichtet einsetzen können. Thema Nullstellen ganzrationaler Funktionen in Netbook-Klassen Autor Dr. Karl Sarnow Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 10 im G8 Zeitraum 7 Stunden Technische Voraussetzungen Netbooks, Mathematiksoftware GeoGebra und wxMaxima (beides kostenfrei erhältlich) Hintergrund Einordnung der Unterrichtseinheit in den schulischen Kontext mit einer Verkürzung der Gymnasialzeit auf acht Jahre Unterrichtsverlauf 1. bis 3. Stunde Die ersten Stunden dienen dazu, dass sich die Lernenden beim ersten Einsatz von Netbooks mit den Geräten vertraut machen können. Unterrichtsverlauf 4. bis 6. Stunde Die Nullstellen einer Gleichung 3. Grades werden mit wxMaxima untersucht und anschließend mit dem konventionellen Ansatz begründet. Unterrichtsverlauf 7. Stunde Thema der letzten Stunde ist die Untersuchung der Nullstellen ganzrationaler Funktionen mit wxMaxima. Das Ergebnis wird im Nullstellensatz zusammengefasst. Die Schülerinnen und Schüler sollen im Lernbereich "Funktionale Zusammenhänge" Potenzfunktionen mit der Gleichung y = a* x n kennen lernen. Exponentialfunktionen mit der Gleichung y = c* a x kennen lernen. die Nutzung von Funktionsplottern üben. Die Schülerinnen und Schüler sollen im Lernbereich "Wachstumsvorgänge und periodische Vorgänge" Einblick in verschiedene Wachstums- und Zerfallsprozesse gewinnen. die Begriffe unbeschränktes Wachstum (zum Beispiel linear und exponentiell) und beschränktes Wachstum (zum Beispiel logistisch) verstehen. ihre Kenntnisse auf Exponentialfunktionen und auf Wachstumsvorgänge übertragen. die exponentielle Regression unter Verwendung von Hilfsmitteln nutzen. im Lernbereich "Funktionale Zusammenhänge" Potenzfunktionen mit der Gleichung y = a * x n und Exponentialfunktionen mit der Gleichung y = c* a x kennen lernen. Thema Die Exponentialfunktion und die "Unendlichkeitsmaschine" Autor Jens Tiburski Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 10 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplätze in ausreichender Zahl (Einzel- oder Partnerarbeit), VRML-Plugin (blaxxun Contact, Cortona3D Viewer) In der Unterrichtseinheit kommt eine interaktive Lernumgebung zum Einsatz. Wenn die Schülerinnen und Schüler die Arbeit mit dynamischen Arbeitsblättern nicht gewohnt sind, hat sich eine Einführung der Materialien per Beamer bewährt. Auch der Umgang mit einem VRML-Plugin sollte über den Beamer demonstriert werden. Hinweise zur Technik und zum Unterrichtsverlauf Das 3D-Modell der Unendlichkeitsmaschine soll die Motivation der Lernenden steigern, sich mit der Exponentialfunktion auseinanderzusetzen. Die Schülerinnen und Schüler sollen den Unterschied zwischen Linearen Funktionen und Exponentialfunktionen kennen. die Begriffe Wachstumsrate und Wachstumsfaktor kennen und anwenden können. den Unterschied zwischen Linearem Wachstum und Exponentiellem Wachstum (Zerfall) kennen und aus Anwendungsbezügen das entsprechende Wachstumsmodell bestimmen können. die Begriffe Anfangswert und Wachstums-(Zerfalls-)faktor kennen und anwenden können. den Einfluss des Wachstumsfaktors a beziehungsweise des Zerfallsfaktors 1/a auf den Graphen der Exponentialfunktion kennen. die Eigenschaften der Exponentialfunktionen kennen. verschiedene Wachstums-(Zerfalls-)faktoren bestimmen und Funktionsvorschriften angeben können. Thema Einführung der Exponentialfunktionen mit GeoGebra Autoren Sandra Schmidtpott, Markus Hohenwarter Fach Mathematik Zielgruppe Klasse 10 Zeitraum 6-8 Unterrichtsstunden Technische Vorraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Partner- oder Kleingruppenarbeit), Beamer, GeoGebra, Java-Plugin Von der GeoGebra-Homepage können Sie die dynamischen Arbeitsblätter der Unterrichtseinheit in zwei Paketen (ZIP-Archive) herunterladen: Das Bevölkerungsmodell von Malthus sowie die Materialien zur Verzinsung und Exponentialfunktion . Markus Hohenwarter ist zurzeit Dissertant an der Abteilung für Didaktik der Mathematik , Universität Salzburg. Sein Dissertationsprojekt GeoGebra wird von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften gefördert. Die Schülerinnen und Schüler sollen magische Quadrate als solche erkennen können. magische "4 x 4"-Quadrate auf weitere Eigenschaften hin untersuchen können. aus bereits bekannten magischen Quadraten neue erstellen können. ein magisches Geburtstagsquadrat erstellen können. Hypothesen aufstellen und überprüfen. weitgehend eigenverantwortlich und kooperativ arbeiten. magische Quadrate mit den Zahlen 1 bis 16 erzeugen können (eine nicht ganz einfache Krönung der Arbeit). Thema Magische Quadrate Autorin Dr. Renate Motzer Fach Mathematik Zielgruppe begabte Schülerinnen und Schüler ab Klasse 5 Zeitraum 2-10 Stunden, je nachdem wie viele Fragestellungen bearbeitet werden Technische Voraussetzungen Computer mit Tabellenkalkulationssoftware (hier Microsoft Excel) Die vorliegende Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit magischen "4 mal 4"-Quadraten, wie sie von der Grundschule bis zur gymnasialen Oberstufe untersucht werden können. Schülerinnen und Schüler können sich oder Freunden ein magisches Geburtstagsquadrat errechnen, sobald ihnen negative Zahlen vertraut sind. Es sind auch schon gute Erfahrungen mit Lernenden in der Primarstufe gesammelt worden, die sich, so weit es bei ihren Daten nötig war, auch an negative Zahlen herangewagt haben. Für Schülerinnen und Schüler höherer Jahrgangsstufen gibt es weiterführende Aufgabenstellungen, die zum einen mit dem Lösen von Gleichungssystemen, zum anderen mit Matrizenaddition und skalarer Multiplikation zu tun haben. Oberstufenschülerinnen und -schüler können mit den Eigenschaften von Vektorräumen arbeiten. Auch in niedrigeren Jahrgangsstufen kann man sich mit manchen Vektorraumeigenschaften - ohne die zugehörigen Begrifflichkeiten - auseinandersetzen. Unterrichtsverlauf und Materialien Neben der Addition der Linearkombinationen von Grundquadraten können magische Quadrate auch auf anderen Wegen gefunden werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich magischen Quadraten auf spielerische Weise nähern. die grundsätzlichen Eigenschaften magischer Quadrate kennen lernen. Thema Magisches Quadrat digital Autoren Elfi Petterich Fach Mathematik, auch für Vertretungsstunden geeignet Zielgruppe ab Klasse 5 (für alle Klassenstufen als spielerische Ergänzung zu magischen Quadraten) Zeitraum weniger als 1 Stunde Technik Computerarbeitsplätze zur Nutzung des Computermoduls, Lautsprecher müssen aktiviert sein. Das Programm ist im Grunde altersstufenunabhängig. Es ist ab der Klasse 5 einsetzbar, kann aber ebensogut auch bei älteren Schülerinnen und Schülen genutzt werden. Nutzung und Anpassung des magischen Quadrates Hier finden Sie Erläuterungen zur Funktionsweise des Programms sowie zur Möglichkeit der Darstellung eigener magischer Quadrate.

Das Thema Fernerkundung wird in dieser Unterrichtseinheit für die fünfte Klasse spielerisch in den Themenkomplex "Vom Luftbild zur Karte" eingebunden.Der Alien Dudel kommt von einem fernen Planeten zur Erde geflogen, um seine Freundin Holly an ihrer Schule zu besuchen. Leider hat Dudel keine Ahnung, wo er hinfliegen muss. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihn lotsen und eine Wegbeschreibung für ihn anfertigen. Dabei greifen sie auf Satellitenbilder zurück und erfahren, wie Satelliten in den Weltraum kommen, warum sie "oben bleiben" und welche Rolle Satellitenbilder in unserem Alltag spielen. Sie "übersetzen" Satellitenbilder in eigene Karten und lernen die Eigenschaften von Karten kennen. 1. Stunde: Was ist Fernerkundung? Die Lernenden bringen Grafiken und Satellitenbilder in eine logische Reihenfolge, verorten ihr Schulgebäude und informieren sich über die Satellitenbildgewinnung. 2. Stunde: Wofür braucht man Fernerkundung? Aus den verschiedenen Grafiken und Satellitenbildern werden Karten angefertigt und aus diesen die Merkmale von Karten abgeleitet. 3. Stunde: Eigenschaften von Karten Die mithilfe von Satellitenbildern erstellten Karten werden mit der herkömmlichen Kartographie verglichen. Beide Methoden werden einander gegenübergestellt. Die Schülerinnen und Schüler werden problemorientiert in ein grundlegendes Verständnis der Voraussetzungen der Satellitenfernerkundung eingeführt. lernen die Methoden der Satellitenfernerkundung kennen. lernen den Weg "vom Luftbild zur Karte" und das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems (GIS) modellhaft kennen. setzen sich mit den Eigenschaften von Karten auseinander. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein grundlegendes Verständnis der Voraussetzungen und Methoden der Satellitenfernerkundung erlangen. Folgende Teilziele werden in dieser Stunde verfolgt: Vorgegebene Luftbilder sollen von "fern" nach "nah" geordnet und der Blickwinkel als "Vogelperspektive" benannt werden können. Das Schulgebäude soll auf den Google-Earth-Bildern verortet werden können. Der Begriff der (Bild-)Auflösung soll angewandt und erklärt werden können. Der Aufbau eines Satelliten, bestehend aus Sonnensegel, Messinstrumenten und Antenne, soll beschrieben und die Bildübertragung zur Erde erklärt werden können. Eventualziel: Die Fliehkraft soll in ihrer Bedeutung für den Satellitenbetrieb beschrieben werden. Vogelperspektive Das Thema Fernerkundung lässt sich in Klasse 5 spielerisch in den Themenkomplex "Vom Luftbild zur Karte" einbinden. In einer Einzelstunde sollen die Schülerinnen und Schüler sechs Fotos und Satellitenbilder ihrer Schule in eine logische Reihenfolge bringen, um so mit der neuen Perspektive umgehen und ihr Schulgebäude auf den Bildern verorten zu können. Erstellen Sie hierzu eine Serie von sechs Bildern (Arbeitsblatt 1), die Sie den Schülerinnen und Schülern auch in Form großformatiger Ausdrucke zur Verfügung stellen. Achten Sie bei der Auswahl der Bilder darauf, dass die Bilder immer näher an die Schule heranzoomen (Beispiel: Weltkugel, Europa, Stadt, Umfeld der Schule, Schulgelände (Grafiken und Satellitenbilder), vom Boden aus fotografiertes Schulgebäude). Eine Serie dieser Ausdrucke (laminiert wieder verwendbar) kann auch an der Tafel befestigt und dort sortiert werden. Um den Bezug zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler herzustellen, werden Bilder der eigenen Stadt und der eigenen Schule verwendet. Zu den Quellen dieser Bilder finden Sie Links in den Satellitenbildquellen . Das Problem der Auflösung Erfahrungsgemäß entwickeln die Lernenden bei der Durchführung der Stunde ein großes Interesse an der Frage, warum auf den Luft- und Satellitenbildern keine Menschen zu sehen sind. (Hier kann auch ein entsprechender Impuls gegeben werden.) Anknüpfend an die Alltagserfahrungen lässt sich dieses Phänomen sehr gut problemorientiert diskutieren. Dabei zeigte sich, dass den Schülerinnen und Schülern das Phänomen des Informationsverlusts (hier: "keine Menschen") durch zu geringe Auflösung durchaus von Fernseh- und Computermonitoren oder von Digitalkameras vertraut ist. Sie konnten sogar den Zusammenhang von Bildschärfe und Bildpunktzahl eigenständig ableiten. Fernerkundungssatelliten Die Lernenden sollen sich in Partnerarbeit am Computer über die Technik und Methodik der Satellitenbildgewinnung anhand der für diese Unterrichtsstunde entwickelten Internetseite "Einführung in die Fernerkundung" informieren. Zwar waren sie hinterher in der Lage die drei wesentlichen Komponenten eines Fernerkundungssatelliten (Antenne, Sonnensegel, Aufnahmeinstrumente) zu benennen und die Funktion dieser Bauteile richtig zu beschreiben. Allerdings hatten sie Schwierigkeiten bei der korrekten Verbalisierung des Ablaufs der Informationsgewinnung und -übertragung zur Erde. Hier zeigte sich, dass es den Kindern schwer fiel sich vorzustellen, dass man Bilder mit einer Antenne übertragen kann. Durch entsprechende Impulse wie "Da fliegt also einmal in der Woche ein Astronaut hin, holt das Fotodöschen ab und bringt es zum Entwickeln ... " oder ähnliche Anregungen lässt sich der Sachverhalt jedoch gut kindgerecht erarbeiten. Die Lernenden sollen aus Satellitenfernerkundungsbildern verschiedene Informationsebenen mit DIN-A-5-Folien nach dem Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems (GIS) aufbereiten. Folgende Teilziele werden in dieser Stunde verfolgt: Auf Basis der Satellitenbilder sollen Karten mit verschiedenen Informationsebenen (Vegetation, Verkehrsinfrastruktur, Siedlungen) angefertigt werden (Layer-Prinzip). Die Eigenschaften des selbst entwickelten Kartensystems sollen genannt werden können (Übersichtlichkeit und Kombinierbarkeit von verschiedenen Informationsschichten). Das entwickelte Kartensystem soll mit den Darstellungen von Google Earth verglichen und Gemeinsamkeiten und Unterschiede genannt und ihre Ursachen diskutiert werden (flächige Darstellung - linienhafte Darstellung und Punktdarstellung, Genauigkeit - Ungenauigkeit). Die Schülerinnen und Schüler sollen die mithilfe der Bildvorlage (siehe Arbeitsblatt 1) Kartendarstellungen erzeugen, die dann als "Modell" eines Geographischen Informationssystems (GIS) dienen können. Dazu wird je eines der Bilder in Gruppen zu etwa vier Lernenden in Karten "übersetzt". Um die Zusammenarbeit zwischen den Schülerinnen und Schülern zu verbessern, aber auch um das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems zu verdeutlichen, übernimmt in jeder Gruppe ein Mitglied das Zeichnen einer Informationsebene (Vegetation, Verkehrsinfrastruktur, Siedlungen, ... ). Idealer Weise organisieren sich die Lernenden dabei selbstständig. Die erstellten Transparentfolien sollten maximal das Format DIN A5 haben, da es so einfacher ist, die Arbeit von zwei Gruppen am OHP zu präsentieren und zu diskutieren. Außerdem ist darauf zu achten, dass mindestens jeweils zwei Gruppen eine Karte mit dem kleinst- beziehungsweise größtmöglichen Maßstab erstellen, um in der dritten Stunde die Generalisierung von Karten herausarbeiten zu können. Die Vorteile eines GIS-ähnlichen Layersystems (Flexibilität, an Fragen angepasste Darstellung, Übersichtlichkeit, … ) sollen durch die Schülerinnen und Schüler klar herausgestellt werden. Der anschließende Vergleich mit Google Earth soll zwei Dinge verdeutlichen: Die angewandte/erlernte Technik hat einen ganz praktischen Einsatz im Alltag (Navigationsgeräte und Handynavigation sind weitere Beispiele). Die Qualität der Darstellung hängt von der Genauigkeit der "Digitalisierung" (Zeichnung) ab. Die Schülerinnen und Schüler sollen Eigenschaften und Merkmale von Kartendarstellungen benennen können. Farbe und Legende sollen als wichtige Merkmale von Karten genannt werden können. Der Begriff des Maßstabs soll definiert und angewendet werden können. Vereinfachung (Generalisierung) soll als Eigenschaft von Karten unterschiedlichen Maßstabs deutlich werden. Vergleich von Bild und Karte Die dritte Stunde ist so konzipiert, dass die Eigenschaften der Schülerprodukte aus der zweiten Stunde hinterfragt werden. Die Kartendarstellungen durch die Schülerinnen und Schüler erfolgte bis jetzt intuitiv oder aufgrund von Vorwissen. Der Vergleich mit dem Atlas und mit Google Earth soll die grundlegenden Elemente einer Kartendarstellung verdeutlichen. Der Vergleich der eigenen Produkte mit der Kartendarstellung eines Luftbildes aus dem Schulbuch oder Atlas wird die Bedeutung von Farben, einer Legende, von Symbolen und des Nordpfeil verdeutlichen. (Der entsprechende 1. Arbeitsauftrag ist auf dem Arbeitsblattvorschlag bewusst allgemein formuliert ["Vergleicht das Luftbild mit der Karte, die mithilfe des Bildes erstellt worden ist."], um die Verwendung des Arbeitsblattes nicht an ein bestimmtes Buch oder einen Atlas zu knüpfen und muss im Unterricht spezifiziert werden.) Kartenmaßstab Der Nutzen einer Maßstabsleiste lässt sich zwar auch im Atlas demonstrieren, allerdings bietet Google Earth den Vorteil einer dynamischen Maßstabs-Veränderung. Auf diese Weise wird sofort ersichtlich, dass die unveränderliche Länge der Maßstabsleiste am Bildschirm jeweils unterschiedlichen Strecken entspricht. Hier bietet es sich an, einen oder zwei Lernende an einen Präsentationsrechner zu holen und diese Aufgabe per Beamer vor der Klasse durchzuführen. Auf diese Weise ist kein Wechsel in den Computerraum erforderlich. Zuletzt wird durch einen Vergleich der Schülerdarstellungen mit dem größten und dem kleinsten Maßstab die Generalisierung in Karten demonstriert und besprochen.