Mittels körper- und medienbasierter Befragung und Visualisierung werden die Traditionen der Institution Schule untersucht und Impulse zur Schulentwicklung gegeben.Mit der inszenierenden Erforschung von Schultraditionen können Strukturen der Institution Schule auf einer leiblich-ästhetischen Ebene reflektiert werden. Hieraus können sich Chancen zur Entwicklung von Impulsen zur Um- und Mitgestaltung von Schule ergeben. Möglich ist dies in der Nachinszenierung von historischen Fotografien aus Schulen konventioneller und reformpädagogischer Ausrichtung. Die fotografische Dokumentation dieser Inszenierungen ermöglicht die Fortsetzung der performativen Auseinandersetzung auf der Ebene des Bildes. Mit der digitalen Bildbearbeitung und der Anfertigung einfacher Animationen können alte und neue Bilder ineinander verschachtelt werden, womit ästhetische Rückführungen von traditionellen Schüler- und Lehrerrollen stattfinden. Diese Unterrichtseinheit bezieht sich auf eine Fortbildung für Grundschullehrerinnen und -lehrer. Der vorgestellte Ansatz ist sowohl in der Lehrerfortbildung als auch in der kunstpädagogischen Praxis mit Schülerinnen und Schülern der Primarstufe und der Sekundarstufe I anwendbar. Inszenierende und medienbasierte Auseinandersetzung Die verknüpfende Praxis von Inszenierung, Bildbearbeitung und Animation schafft besondere Voraussetzungen, um Prozessen der Verinnerlichung und Verkörperung von institutionellen Strukturen auf die Spur zu kommen. In der Projektarbeit mit Schülerinnen und Schülern vermittelt die inszenierende und medienbasierte Auseinandersetzung Erfahrungen, die einen Einstieg in die Mitgestaltung von Schule bieten können. Durch performative und ästhetische Prozesse wird die Entwicklung von Demokratiefähigkeit angeregt. Wird die inszenierende Schulforschung in der Lehrerfortbildung angewandt, wird es hierdurch möglich, Lehrer-Selbstbilder und -Vorbilder kennen zu lernen und mit dieser biografischen Praxis Potenziale zu deren Ausdifferenzierung und Erweiterung zu schaffen. Inszenierung historischer Bilder In einem Projekt zum Thema Schule wird mit inszenierenden und medienbasierten Praxisformen Traditionen von Schule nachgegangen. Von der Bildanalyse zur Medienproduktion Eine Analyse des Bildmaterials führt zur digitalen Transformation der Erfahrungen. Auseinandersetzung mit Schulentwicklungsprozessen Wie die körper- und medienbasierten Inszenierungen eine Auseinandersetzung mit Schulentwicklungsprozessen fördert. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Fähigkeit des Lesens von Bildern entwickeln. ein einfühlendes Verstehen durch die Nachinszenierung von Bildern erreichen. Reflexive Kompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen unterschiedliche Schultraditionen und -konzeptionen kennen lernen und vergleichen. Schüler- und Lehrerrollen in der Inszenierung reflektieren. Demokratiefähigkeit in der Erfahrung der Mitgestaltung von Schulstrukturen entwickeln. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Wirkung von Einstellungsgrößen und Perspektiven in der Anwendung digitaler Fotografie erfahren. Computerprogramme als künstlerische Arbeitsmittel kennen lernen. Thema Inszenierende Schulforschung Autorin Ulrike Stutz Fach Kunst Zielgruppe Primarstufe und Sekundarstufe I, Lehrerfortbildung Zeitraum Projekt im Umfang von 2-3 Tagen Medien Digitale Fotokamera, Computer, optional Beamer Software Bildbearbeitungsprogramm (wie Photoshop oder Gimp), PowerPoint Voraussetzungen Grundkenntnisse in der Anwendung der Software Zwischen Lehrerfortbildung und Schulprojekt Nachfolgend wird zunächst der Ablauf eines Kurses vorgestellt, der im Rahmen der Fachtagung für Grundschullehrerinnen und -lehrer stattfand. Im Anschluss an die reflektierende Kurs-Beschreibung werden Anwendungsmöglichkeiten dieses Ansatzes vorgestellt. In Bezug auf die Arbeit mit Schülerinnen und Schülern wird auf eine mögliche Integration des vorgestellten Ansatzes in Projekten der Schulentwicklung eingegangen. Es soll aufgezeigt werden, inwiefern in der Lehrerfortbildung mit dem Ansatz Reflexionen über Lehrer-Rollen ermöglicht werden, woraus Impulse zur Veränderung von Schule entfaltet werden können. Pädagogische Konzeptionen erkennen Ausgangsmaterial der Auseinandersetzungen sind historische Schulfotografien aus der Zeit vom Beginn des 20. Jahrhunderts bis in die 1970er Jahre. Diese dokumentieren Szenen aus Schulen mit verschiedenen pädagogischen Konzeptionen. Ein besonderer Kontrast ergibt sich dadurch, dass Fotografien aus einer reformpädagogischen Schule einbezogen werden. Nachinszenierung der historischen Bilder Der Kurs begann mit einer Sichtung der ungeordnet ausgelegten Fotografien. Nach einer Phase der offenen Betrachtung wurden die Teilnehmer dazu aufgefordert, zwei bis drei Bilder auszuwählen. Hierbei sollten einerseits Bilder gewählt werden, die ansprechend wirkten und andererseits Bilder, die eher negative Gefühle hervorriefen. Im Anschluss an diese Phase bildeten sich Gruppen von je vier Personen. Jede Gruppe erhielt eine digitale Fotokamera und ein Blatt mit Anweisungen zur Nachinszenierung von Szenen auf den herausgesuchten Fotografien. Bewusste Wahl von Motiv und Umständen Die Inszenierenden wurden auf einen bewussten Umgang mit Haltung, Gestik, Mimik und der Interaktion zwischen verschiedenen Personen hingewiesen. Die Fotografierenden sollten auf die Wahl des Ausschnitts, die Bildkomposition, die Entfernung zum Bildmotiv und die eingenommenen Perspektiven achten. Alle Beteiligten erhielten den Hinweis, einen dem Ausgangsfoto entsprechenden Ort aufzusuchen und hierbei nicht nur die Raumorganisation, sondern auch Atmosphäre und Lichtverhältnisse zu beachten. Die Rollen von Inszenierenden und Fotografierenden wurden getauscht, so dass alle Teilnehmenden einmal eine der Personen auf den Fotografien verkörperten. Accessoires zur Unterstützung leiblicher Erfahrung Um die Inszenierung zu unterstützen, wurden kleine Accessoires ausgeteilt. Diese waren so ausgewählt, dass die Verkörperung der dargestellten Personen auf der Ebene des Körpergefühls unterstützt wurde. Hierzu erwiesen sich Haarklemmen und -schleifen, Halsbinden und Kragen als geeignet. Die "Reise in die vergangene Zeit" fand so nicht nur auf der visuellen Ebene statt, sondern sie war auf einer leiblichen Ebene erfahrbar. Übersetzungen des Körpergefühls in Sprache Im Anschluss an die Inszenierungs- und Fotopraxis folgte eine Phase, in der mit Methoden des kreativen Schreibens gearbeitet wurde. Während einer dreiminütigen Besinnungszeit sollten Erinnerungen an die eigenen Inszenierungen und hierbei besonders an entstehende Körpergefühle aktiviert werden. Motiviert von diesen Erinnerungen und dabei hervorgerufenen inneren Bildern sollten während einer kurzen Schreibphase spontan Worte und kurze Sätze notiert werden. Diese bildeten ein Ausgangsmaterial für Texte, die in einer ausgedehnteren Schreibphase produziert wurden und die aus der Übersetzung des Körpergefühls in Sprache entstanden. Analytischer Umgang mit dem Bildmaterial In der Fortbildung für Lehrerinnen und Lehrer wurde nun eine Phase eingeleitet, in der die erfahrungsbasierte Annäherung im ersten Teil durch einen analytischen Umgang mit dem Bildmaterial ergänzt wurde. Hierzu erfolgte eine Betrachtung von ausgewählten Bildern mit der gesamten Gruppe. Mit der Auswahl wurden Bilder zusammengestellt, in denen unterschiedliche Lehrer-Typen verglichen werden konnten. Dabei konnte auch die Bedeutung des Zusammenspiels von Inszenierendem und Fotografierendem für die Wirkung der dargestellten Personen reflektiert werden. Aufgaben zur Beobachtung Um eine differenzierte Betrachtung zu gewährleisten, wurden unterschiedliche Beobachtungsaufgaben verteilt. Diese betrafen einerseits die Ebene der Darstellung, indem Blickwechsel und Interaktionen zwischen den dargestellten Personen sowie deren Haltung und Gestik beobachtet wurden. Andere Teinehmende erhielten die Aufgabe, die Ebene der Beobachtung zu betrachten: Aufnahmewinkel und Einstellungsgrößen sollten hierbei beachtet werden. Die Besprechung im Plenum unter Berücksichtigung der verschiedenen Aspekte machte deutlich, dass die Wirkung der dargestellten Lehrer-Typen im Zusammenspiel verschiedener Faktoren entsteht: Hierzu zählten die Inszenierung der jeweiligen Person, die Interaktion mit anderen dargestellten Personen und die - indirekte - Interaktion mit dem Fotografierenden. Im nächsten Schritt erfolgte eine weitere Übersetzung der Erfahrungen aus dem ersten Kursteil, indem die entstandenen digitalen Fotografien mit einer Bildbearbeitungssoftware bearbeitet wurden. Im durchgeführten Kurs wurde das Programm Photoshop verwendet, möglich ist es aber auch, das kostenlose Programm Gimp zu verwenden. Mit dieser Software wurde das historische mit dem aktuellen Bild zusammengeführt. Dabei wurde angeregt, zentrale Personen, die bei den Inszenierungen im Mittelpunkt standen, zu kopieren und in das andere Bild einzufügen. Hiermit wurde die in der Inszenierung eingenommene Haltung auf das historische Vorbild zurückgeführt. Zeitlichkeit der Bilder Eine reflexive Wirkung der erfahrungsbasierten Auseinandersetzung mit Lehrer- und Schüler-Rollen wird durch die Verbindung von Körperlichkeit, die mit der Inszenierung angesprochen wird, und der Visualität, die in der digitalen Bildbearbeitung dominierend ist, gesteigert. In der digitalen Bearbeitung der Bilder entstanden auch Animationen, die die Rollenübernahmen als Verwandlung zeigten. Zeitlichkeit wurde somit nicht nur auf der visuellen Ebene durch den historischen Rückgriff thematisiert, sondern durch die nacheinander ablaufenden Bildsequenzen in die ästhetische Produktion integriert. Gestaltung von Animationen Eine für Anfänger einfache Möglichkeit, diese Animationen zu gestalten, bestand in der Anwendung des Programms PowerPoint. Hierzu wurde im Bildbearbeitungsprogramm ein Bild, in das eine Figur eingefügt worden war, vervielfältigt und jeweils die Deckkraft der oben liegenden Bild-Ebene verringert. In jede der aufeinanderfolgenden PowerPoint-Folien wurde dann je eins der Bilder mit unterschiedlicher Deckkraft appliziert. Wird ein Abspielmodus eingestellt, der automatisch ohne erneutes Anklicken abläuft, wird die Bildsequenz in Abfolge gezeigt und hierdurch der Effekt einer Verwandlung hervorgerufen. Im Programm Photoshop kann eine Animation mit dem integrierten Zusatzprogramm Image Ready hergestellt werden. Konventionelle und reformpädagogische Ansätze Mit den vorgestellten ästhetischen Bearbeitungen wurden auf der Ebene der körperbasierten Inszenierung und Interaktion Strukturen der Institution Schule sichtbar gemacht. Dabei war es durch das Ausgangsmaterial möglich, Vergleiche zwischen unterschiedlichen Schultypen anzustellen. Diese Vergleiche richteten sich maßgeblich auf die Unterscheidung zwischen Aufnahmen aus konventionellen und aus reformpädagogischen Schulen. Raumorganisation und Interaktion Auf den Fotografien äußert sich die Organisation der reformpädagogischen Schule auf verschiedene Weise: Blickwechsel und Interaktionen finden nicht in Bezug auf die Lehrenden statt, sondern wechselseitig zwischen den Schülerinnen und Schülern. Lehrpersonen halten sich in einigen Fällen im Hintergrund des Geschehens im Klassenzimmer auf. In anderen Situationen fällt die deutlich zugewandte Haltung der Lehrenden auf, die sich oft in einer sitzenden Position mit den Lernenden auf derselben Augenhöhe, neben ihnen statt gegenüber befinden. Die Raumorganisation ist nicht frontal und zentralistisch strukturiert, sondern tendenziell dezentral und kreisförmig. Demgegenüber dokumentieren die Fotografien, die in Schulen mit konventioneller Organisation entstanden, hierarchische Beziehungen zwischen Lehrenden und Lernenden in unterschiedlichen Variationen und zentralistische und frontale Raumorganisationen. In Schulritualen wie Zeugnisübergaben, Prüfungssituationen und Aufführungen drückt sich diese hierarchische Schulorganisation aus und ist in der Haltung der verschiedenen Beteiligten, in Blickwechseln, Mimik und Gestik ablesbar. Indem erfahrungsbasierte Analysen von Schulstrukturen angeregt werden, ist das beschriebene Projekt insbesondere dazu geeignet, ästhetische Bildung mit Prozessen der Schulentwicklung zu verbinden. Dies gilt sowohl für die Anwendung des Ansatzes in der Lehrerfortbildung als auch für die Unterrichtspraxis mit Schülerinnen und Schülern. Für Lehrende eröffnen sich hieraus Möglichkeiten, Traditionen von Lehrer-Rollen auf die Spur zu kommen, die zur Ausbildung einer eigenen Haltung führen können. Die Nachinszenierung von traditionellen und innovativen Lehrer- und Schüler-Rollen ermöglicht es, den biografisch erworbenen "Musterkoffer" in den Blick zu nehmen und hierbei auch Lehrer-Rollen als Geschlechter-Rollen zu reflektieren. Kann eine Distanz zu verinnerlichten Rollen entwickelt werden, wird eine Grundlage für Erweiterungen des professionellen Selbst-Bildes geschaffen. Auf der ästhetischen Ebene kann sich diese Distanzierung durch Ironisierungen ausdrücken, die sich sowohl auf die historischen Vorbilder als auch auf die Selbstinszenierungen beziehen. Anwendung der inszenierenden Bearbeitung von Schulstrukturen Die Anwendung der inszenierenden Bearbeitung von Schulstrukturen eröffnet für die Unterrichtspraxis mit Schülerinnen und Schülern verschiedene Wege. So ist es möglich, die Lernenden in die Recherche von Bildmaterial einzubeziehen und hierbei Befragungen von Eltern, Großeltern und anderen Verwandten im Sinne einer Familienforschung anzuregen. Nicht nur Fotografien, sondern auch audiografierte Interviews können hierbei entstehen und in die weitere Bearbeitung einbezogen werden. Um Vergleiche zwischen verschiedenen Schulformen zu schaffen, ist es einerseits möglich, das historische Material mit Dokumentationen der eigenen aktuellen Schulsituation zu kontrastieren oder auch Recherchen zu anderen Schulen in der eigenen Stadt anzustellen. Können Kontakte zu Schulen im Ausland aufgebaut werden, ist es möglich, in der Auseinandersetzung mit - etwa über das Internet ausgetauschten - Dokumentationen die Charakteristika der eigenen Schulorganisation aufzuspüren. Auseinandersetzung mit Schulentwicklungsprozessen Produktiv gemacht werden kann der Ansatz auch in der Auseinandersetzung mit Schulentwicklungsprozessen, in die die Schülerinnen und Schüler aktiv einbezogen werden. So ist es möglich, den beschriebenen Ansatz in der Entwicklung von Organen der Schülerselbstverwaltung, wie dem Klassenrat, einzusetzen, mit dem Schülerinnen und Schüler Kompetenzen demokratischen Handelns erwerben. Die Auseinandersetzung mit den unterschiedlichen historischen Vorbildern erlaubt es, die Verlagerung von der Fremd- zur Selbstkontrolle als Voraussetzung von Partizipation und kooperativen Lernformen auf einer symbolischen Ebene zu erfahren und durch die Präsentation von entstehenden ästhetischen Produktionen an eine Schulöffentlichkeit zu vermitteln. Hermann Altendorf: "Berthold Otto - ein Wegbereiter der modernen Erlebnispädagogik?", Lüneburg 2001 Lothar Böhnisch: "Pädagogische Soziologie", Weinheim/München 2003 Fritz Seydel: "Biographische Entwürfe. Ästhetische Verfahren in der Lehrer/innenbildung", Köln 2005 Margit Weidner: "Kooperatives Lernen im Unterricht. Das Arbeitsbuch", Seelze 2006 Christoph Wulf: Mimesis und Performatives Handeln. Gunter Gebauers und Christoph Wulfs Konzeption des mimetischen Handelns in der sozialen Welt", in: Wulf/Göhlich/Zirfas (Hg.): Grundlagen des Performativen, Weinheim/München 2001, S. 253-272 Christoph Wulf: "Rituelles Handeln als mimetisches Wissen", in: Wulf et al.: Das Soziale als Ritual. Zur performativen Bildung von Gemeinschaften, Opladen 2001, S. 325ff Michael Göhlich, Monika Wagner-Willi: "Rituelle Übergänge im Schulalltag", in: Wulf et al.: Das Soziale als Ritual. Zur performativen Bildung von Gemeinschaften, Opladen 2001, S. 119-204

Schülerinnen und Schüler lernen in dieser Unterrichtseinheit nicht nur den Lebenszyklus des Humanen Immundefizienz-Virus (HIV) kennen. Sie erfahren, wie die molekularbiologische Grundlagenforschung der strategischen Entwicklung neuer Wirkstoffe im Kampf gegen AIDS den Weg bahnt.Seit der Entdeckung des AIDS-Virus HIV im Jahre 1983 forschen Wissenschaftler auf der ganzen Welt an der Entwicklung von Medikamenten, die die Ausbreitung der AIDS-Pandemie verlangsamen. Im Wissen darum, dass das Virus sich schneller verändert als Medikamente oder Impfstoffe entwickelt werden können, liegt ein Schwerpunkt der bisherigen Erfolge darin, die Ausbreitung des Virus innerhalb eines infizierten Körpers zumindest zu verlangsamen. Retroviren wie das HI-Virus haben im Vergleich zu anderen Viren eine besondere Strategie, wenn es darum geht, ihre Erbinformation in das Genom der Wirtszelle zu integrieren und es dort vermehren zu lassen. Das Enzym Reverse Transkriptase spielt dabei eine zentrale Rolle und bietet somit einen wichtigen Ansatzpunkt für die Bekämpfung der Krankheit AIDS. Neue Hoffnungen der Wissenschaftler ruhen auf sogenannten Entry-Hemmern. Diese bekämpfen nicht mehr die Vermehrung der Viren in den befallenen Zellen, sondern sollen die Infektion neuer Wirtszellen im Körper verhindern. Die Bedrohung ist nicht gebannt! Der wissenschaftlich-medizinische Fortschritt hat eine Reihe antiviraler Präparate hervorgebracht, die HIV-Infizierten - wenn sie die Therapievorschriften sehr gewissenhaft beachten - bei passabler Lebensqualität eine recht hohe Lebenserwartung ermöglichen. Dies führt in der Gesellschaft jedoch dazu, dass AIDS, gerade auch bei Schülerinnen und Schülern, seinen Schrecken verloren zu haben scheint. Dennoch: Letztendlich ist AIDS nach wie vor eine Infektion mit tödlichem Ausgang. Reverse-Transkriptase-Hemmer und Entry-Inhibitoren Durch die Auseinandersetzung mit dem Infektions- und Vermehrungszyklus des HI-Virus kann das Problembewusstsein bei den Jungen und Mädchen geschärft werden. Durch eine intensive Beschäftigung mit dem Enzym Reverse Transkriptase erkennen sie nicht nur die Bedrohung, sondern bekommen auch einen Eindruck von der Vielfältigkeit der Spezialisierung in der Natur. Die Untersuchung der Wirkweise unterschiedlicher Reverse-Transkriptase-Hemmer führt die Lernenden an die aktuelle Arbeit der Forscherinnen und Forscher heran. Ein Bericht über einen neu gefundenen Entry-Inhibitor zeigt den Weg in die Zukunft der AIDS-Forschung auf und regt an, die Chancen des neuen Präparates beim Kampf gegen AIDS zu diskutieren. Struktur der Unterrichtseinheit Das vorliegende Arbeitsmaterial verteilt sich auf drei Module. Diese bauen inhaltlich aufeinander auf und können hintereinander abgearbeitet werden. Es ist aber auch möglich, alle Module einzeln und voneinander unabhängig im Unterricht einzusetzen. Modul 1: Vermehrungszyklus des HI-Virus Schülerinnen und Schüler gewinnen einen Einblick in den Vermehrungszyklus des HI-Virus. Durch die Erstellung eines Storyboards und die mögliche anschließende Verfilmung werden die gebotenen Informationen nicht nur passiv rezipiert, sondern aktiv aufgenommen und umgearbeitet. Durch die Kreativarbeit der Lernenden werden unterschiedliche Zugangskanäle angesprochen und aktiviert. Modul 2: Die Reverse Transkriptase und ihre Hemmung Hier begeben sich die Schülerinnen und Schüler auf die molekulare Ebene. Dynamische Folien mit integrierten Java-Applets geben ihnen die Möglichkeit, Struktur und Funktionen der Reversen Transkriptase zu erforschen und anschließend die Wirkung eines kompetitiven und eines nicht kompetitiven Hemmstoffes auf das Enzym zu untersuchen. Interaktive Molekülmodelle können dabei am Bildschirm gedreht und gewendet werden. Modul 3: AIDS-Virus mit stumpfem Stachel Das abschließende dritte Modul gibt anhand eines Radiobeitrags (Deutschlandradio, Dezember 2010) einen Ausblick auf die möglichen Entwicklungen in der AIDS-Therapie der kommenden Jahre. Der Beitrag regt als Audio- oder Textdatei zu einer abschließenden Diskussion über die Chancen aktueller und zukünftiger AIDS-Medikamente an. Wird AIDS schon bald "heilbar" sein? Direkt zu den Modulen Modul 1: Vermehrungszyklus des HI-Virus, Texterschließung Schülerinnen und Schüler erschließen den HIV-Vermehrungszyklus aus einem Text. Sie entwickeln Überschriften und fassen wichtige Passagen mit eigenen Worten zusammen. Modul 1: Storyboard und Animation Aufbauend auf die Textarbeit werden mit der Kreativtechnik "Storyboard" fachliche Inhalte intensiv reflektiert. Optional wird daraus eine kleine Animation realisiert. Modul 2: Die Reverse Transkriptase und ihre Hemmung Ausgehend von den molekularen Grundlagen werden Angriffsflächen der Viren identifiziert. So gerät die Reverse Transkriptase ins Visier der Lernenden. Modul 2: Lernumgebung "Reverse Transkriptase" Die Lernumgebung ermöglicht die Untersuchung von Struktur und Funktion sowie der Wechselwirkung des Enzyms mit einem kompetitiven und einem allosterischen Hemmstoff. Modul 3: AIDS-Virus mit stumpfem Stachel Aktuelle Zahlen belegen, dass AIDS längst nicht besiegt ist. Warum ist der Kampf gegen HIV so schwierig? Und wie können neuartige Medikamente wirken? Die Schülerinnen und Schüler sollen den Infektionsweg und den Vermehrungszyklus des HI-Virus kennenlernen. Möglichkeiten der Hemmung der HIV-Vermehrung erkennen und benennen können. die Reverse Transkriptase strukturell und funktional untersuchen. verschiedene Wege der Hemmung der Reversen Transkriptase verstehen. in der Diskussion über AIDS-Therapien einen eigenen Standpunkt entwickeln und begründet vertreten. Andocken und Eindringen in die Wirtszelle Der Vermehrungszyklus von Viren ist vielen Schülerinnen und Schülern schon am Ende der Sekundarstufe I bekannt. Sie wissen, dass Viren den Biosyntheseapparat ihrer Wirtszellen für die Vermehrung ihres Erbguts und zur Bildung viraler Proteine einspannen. Der Vermehrungszyklus des HI-Virus entspricht diesem Muster in großen Teilen. Das Virus dockt durch spezifische Interaktionen viraler Oberflächenproteine mit den Proteinen auf der Zellmembran an die Wirtszelle an. Daraufhin verschmilzt die Virusmembran mit der Zellmembran und das Capsid gelangt in das Zytoplasma. Die Visitenkarte der Retroviren: Reverse Transkription Innerhalb der Wirtszelle setzt das Capsid das virale Erbgut und eine Reihe viraler Proteine frei. Und hier beginnt die Besonderheit des HI-Virus und aller Retroviren. Das virale Protein Reverse Transkriptase erstellt aus dem Einzelstrang-RNA-Genom des Virus eine cDNA. (Eine "complementary DNA" ist eine DNA, die von der Reversen Transkriptase aus RNA gebildet wird.) Durch virale Integrasen wird das virale Genom in Form einer Doppelstrang-DNA in den Zellkern geschleust und in das Genom der Wirtszelle integriert. Vermehrung und Freisetzung Die weiteren Abläufe entsprechen dem üblichen viralen Schema: Die bei der Transkription im Zellkern gebildete virale Boten-RNA wird bei der Proteinbiosynthese translatiert. Die gebildeten viralen Proteine werden zusammen mit der RNA zu neuen Virus-Capsiden zusammengebaut und verlassen die Wirtszellen über Exocytose. Dabei nehmen sie einen Teil der mit viralen Proteinen bestückten Zellmembran als "Envelope" mit. Den gegenüber von DNA-Viren abgewandelten Vermehrungszyklus der Retroviren sollen sich die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines Textes (hiv_vermehrunsgzyklus_schuelertext.pdf/rtf) erarbeiten. Folgende Punkte sollten vorab im Unterricht behandelt worden sein: Aufbau von Biomembranen: Lipiddoppelschichten mit Membranproteinen Aufbau des Immunsystems, zelluläre und humorale Abwehr Enzyme (Polymerasen, Proteasen) Nukleinsäuren, Proteinbiosynthese bei Eukaryoten Eigenschaften, Aufbau und Vermehrungszyklus von DNA-Viren; es ist zu empfehlen, zunächst den Vermehrungszyklus eines DNA-Virus zu behandeln, bevor Retroviren thematisiert werden. Der Arbeitsauftrag verlangt von den Lernenden eine Strukturierung des Textes, die Vergabe von Überschriften und eine kurze inhaltliche Zusammenfassung der Passagen. Die Ergebnisse werden vorgestellt und im Plenum diskutiert. Als Resultat sollte eine gemeinsame Beschreibung abgestimmt werden. In Modul 2 der Unterrichtseinheit soll der Text als Grundlage der Storyboard-Entwicklung zum Einsatz kommen. 1. Andocken an die Zielzelle Proteine in der Virushülle erkennen Andockstellen auf der Zelloberfläche. 2. Fusion der Membranen Wechselwirkungen zwischen den Membranproteinen bewirken die Fusion von der Virushülle mit der Zellmembran. 3. Entpacken der "Fracht" Die Proteinhülle des Viruspartikels wird im Zytoplasma der Zelle abgebaut. 4. Reverse Transkription Die in Form von Einzelstrang-RNA vorliegende virale Erbinformation wird im Zytoplasma mithilfe der Reversen Transkriptase in Doppelstrang-DNA umgeschrieben. 5. Integration Das Doppelstrang-DNA-Genom des HI-Virus wird in den Zellkern transportiert und mithilfe der Integrase in die zelluläre DNA eingebaut. 6. Transkription/Replikation Die zelluläre RNA-Polymerase stellt Kopien des viralen Genoms her. 7. Translation viraler Proteine Der zelluläre Transkriptionsapparat erzeugt die viralen Proteine. 8. Bearbeitung ("Prozessierung") der Proteine Die virale Protease zerlegt die primären Translationsprodukte in funktionsfähige Proteine. 9. Zusammenbau und Freisetzung Viruspartikel bauen sich "von selbst" zusammen und schnüren sich an der Plasmamembran, die virale Membranproteine enthält, nach außen ab. Ausgestattet mit dieser Hülle können sie mit der Membran weitere Wirtszellen verschmelzen und einen neuen Vermehrungszyklus einleiten. Planungshilfe aus den Disney-Studios Storyboards sind eine Erfindung der Disney-Studios und werden gerne in der Filmproduktion eingesetzt. Es handelt sich dabei um Visualisierungen von Drehbüchern. Handlungsverläufe einzelner Filmszenen werden skizzenhaft dargestellt. Storyboards sind stark ablauforientiert und vermitteln so einen ersten Eindruck für die spätere Umsetzung. Kommunikationsmittel und Kreativitätstechnik Storyboards sind in der Regel eine erste visuelle Umsetzung der narrativen Ideen aus einem Drehbuch, angereichert mit Gestaltungsideen (zum Beispiel Einstellungsgrößen, Blickwinkel und Perspektiven) für die bevorstehende Produktion. Es entstehen sequenzielle Bildfolgen, die als Grundlage für die Einstellungen während der eigentlichen Filmproduktion genutzt werden. Das Storyboard wird somit zur Denk- und Planungshilfe, die wie ein roter Faden durch die Handlung führt und alle Gestaltungselemente in sich aufnimmt. Es dient weiterhin als Kommunikationsmittel, mit dem Gedanken visuell mitgeteilt und ein Projektvorhaben konkretisiert werden kann. Storyboards können Lernprozesse strukturieren Ähnlich wie die Konzeptphase für einen neuen Film bedarf auch das schulische Lernen der Strukturierung. So bietet sich zum Beispiel die Storyboard-Technik als Ordnungsmittel an, um die Inhalte eines komplexen biologischen Prozesses wie dem HIV-Vermehrungszyklus zu sortieren. Neben der reinen Ordnung birgt die grafische Darstellung weitere Möglichkeiten, zum Beispiel das multisensorische Lernen. Freie Software zur Erstellung von Storyboards Es gibt eine Vielzahl kostenpflichtiger Programme, mit deren Hilfe Storyboards erstellt werden können. Zumeist handelt es sich um umfangreiche Software für Filmschaffende, die eine Storyboard-Funktion hat. Die folgenden Programme sind Freeware, können also kostenlos ausprobiert und im Unterricht eingesetzt werden. StoryBoard Pro Software Die Software von "Atomic Learning" wurde für Schülerinnen und Schüler, Studenten und "home movie maker" entwickelt. Directors Boards 2.0a Diese Software basiert auf dem professionellen Werkzeug “Notebook”. Sie ermöglicht die Erzeugung von AV-Formaten aus digitalen Scans, Illustrationen oder auch Fotos. Celtx - filmpädagogische Arbeit im Unterricht Lehrerinnen und Lehrer aus Nordrhein-Westfalen, die einen EDMOND-Zugang über ihr kommunales Medienzentrum haben, können sich die Inhalte des gesamten Sticks "Film und Schule NRW" als ZIP-Datei kostenlos über EDMOND auf einen Stick oder auf die Festplatte herunterladen. In dem Online-Medienkatalog Ihres Medienzentrums finden Sie diese Datei unter der Signatur 5553697 oder zum Beispiel unter dem Schlagwort "Filmanalyse". Die empfohlene Stickgröße beträgt vier Gigabyte. Film und Schule NRW Ein Programm zum Drehbuchschreiben, Erstellen von Storyboards und zur Strukturierung der Vorproduktion Texterschließungskompetenz und Kreativität Gerne werden zum besseren Verständnis im Unterricht Videosequenzen über das Eindringen des HI-Virus in die Wirtszelle und seine Vermehrung innerhalb der Zelle gezeigt. Die Erarbeitung des Vermehrungszyklus aus einem Text heraus ist eher unbeliebt, besonders dann, wenn dieser Text nicht illustriert ist. Eine Möglichkeit, die gleichzeitig die Texterschließungskompetenz der Schülerinnen und Schüler fördert, ihre Kreativität nutzt und eine gedankliche Eingruppierung der neu erlernten Inhalte in bekannte Wissensstrukturen unterstützt, ist die Anfertigung eines Storyboards. Die Aufgabe Nachdem die Lernenden den Text zur HIV-Vermehrung (hiv_vermehrunsgzyklus_schuelertext.pdf/rtf) gelesen und bearbeitet haben, erhalten sie die Aufgabe, die Abläufe an und in der Wirtszelle in Form eines Storyboards aufzubereiten (Partner- oder Gruppenarbeit). Hierzu erhalten sie eine Storyboard-Vorlage (vorlage_storyboard.pdf). Alternativ können sie auch mit einem geeigneten Programm (siehe oben) am Computer arbeiten. Aus den mit Buntstiften oder am Rechner skizzierten Szenen soll sich eine Bildfolge ergeben, die sich anschließend - theoretisch - auch verfilmen lassen könnte. Wichtige Details sind in den Skizzen heraus zu stellen. Fokussierungen sind als Regieanweisungen rechts in die Textzeilen zu schreiben. Gleiches gilt für Sprechertexte, die nicht einfach aus dem Text übernommen, sondern selbstständig formuliert werden sollen. Unabhängig von einer möglichen Umsetzung ist die Erstellung des Storyboards eine anspruchsvolle Aufgabe, die die Lernenden zur intensiven Reflexion über den darzustellenden Inhalt "zwingt" und ihre Kreativität herausfordert. Ein intensiver Verständnisprozess ist die Grundlage Ob das Storyboard anschließend verfilmt wird, liegt im Ermessen der Lehrperson. Ein solches Projekt würde die Textarbeit mit den Vorzügen eines Films verknüpfen. Da die Schülerinnen und Schüler den Film selbst erstellen, durchlaufen sie vorab einen intensiven Verständnisprozess. Die Durchführung ist natürlich abhängig vom Interesse der Schülerinnen und Schüler, der zur Verfügung stehenden Zeit und der technischen Ausstattung. Möglichkeiten der Umsetzung Es ist vorstellbar, dass ein Trickfilm mit Knete oder anderen Materialien erstellt wird. Die einzelnen Szenen können dann mit einer Digitalkamera oder einem Handy abgefilmt werden. Eine andere Möglichkeit wäre die Erstellung einer Trickfilm-Animation, zum Beispiel mit einem Präsentationsprogramm. Auch die Erstellung eines Activemovies mit der Software Active inspire für Activeboards ist denkbar. Hinweise zur Umsetzung naturwissenschaftlicher Modellvorstellungen in kleinen Animationen finden Sie in den folgenden Beiträgen: Animation chemischer Vorgänge - die Ionenbindung Schülerinnen und Schüler erstellen zur Festigung und Anwendung der im Unterricht erworbenen Kenntnisse eine kleine Animation. Podcasts im naturwissenschaftlichen Unterricht Hinweise und Tipps zum Einsatz und zur Produktion von Podcasts für den naturwissenschaftlichen Unterricht mit Beispielen. Arbeitsteilige Gruppenarbeit Je nach Größe der Lerngruppe bietet sich die arbeitsteilige Erstellung eines gemeinsamen Videos an. Dazu entwickeln Kleingruppen zu verschiedenen Passagen des Vermehrungszyklus Storyboards. Die arbeitsteilige Vorbereitung der Episoden bedarf einer sehr guten Zusammenarbeit der Gruppen während der Konzeption. Gruppenübergreifende Aspekte müssen abgestimmt und an den "Schnittstellen" saubere Übergänge gewährleistet sein. Logische oder stilistische Brüche müssen ausgeschlossen werden. Folgende Aufteilung der Arbeitsgruppen bietet sich an: Schritt 1-2 Andocken, Membranfusion Schritt 3-4 "Uncoating", Reverse Transkription Schritt 5-6 Integration, Transkription/Replikation Schritt 7-9 Translation, Prozessierung, Zusammenbau und Freisetzung der Viren Animationen im Netz Fertige und zum Teil professionelle Animationen aus dem Internet sollten kein Maßstab für die Entwicklung einer eigenen Animation sein. Nach der intensiven Beschäftigung mit dem Thema bei der Erstellung des Storyboards ist die Betrachtung anderer Umsetzungen jedoch in jedem Fall aufschlussreich. Die Schülerinnen und Schüler können zum Beispiel Schwächen des eigenen Konzepts erkennen, aber auch Unstimmigkeiten in anderen Animationen aufspüren. Von den zahlreichen Animationen zum Thema HIV lohnt die Vorführung eines Videos zum Abschluss des Themas in jedem Fall: YouTube: HIV Replikation Der Trickfilm des Pharma-Konzerns Boerhringer Ingelheim zeigt den Lebenszyklus des HI-Virus. Schülerinnen und Schüler entwickeln antivirale Strategien Nachdem die Abläufe einer HIV-Infektion und die Vermehrung der HI-Viren bekannt sind, stellt sich die Frage wie man die Infektion oder die Ausbreitung der HI-Viren im Körper verhindern oder zumindest verlangsamen kann. Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler einmal überlegen, wo sich auf der Basis molekularer Grundlagen Ansatzstellen für eine AIDS Therapie ergeben könnten. Sicherlich werden folgende Ziele genannt, an denen antivirale Hemmstoffe wirken können: Entry-Inhibitoren Sie verhindern, dass der HI-Virus mit der Zellmembran fusioniert, also dass er überhaupt in die Zelle eindringen kann. Reverse Transkriptase-Inhibitoren Sie verhindern die reverse Transkription der viralen RNA in eine DNA und so den Einbau des Virus-Genoms in die DNA der Wirtszelle. Integrase-Inhibitoren Sie verhindern den Einbau des Provirus in die Wirts-DNA. Protease-Inhibitoren Sie verhindern die Prozessierung der viralen Proteine und somit den Zusammenbau neuer Capside. Das Virus kann die Wirtszelle nicht mehr verlassen. Reverse Transkriptase im Unterrichtsfokus Aus den möglichen Angriffszielen antiviraler Wirkstoffe wird zunächst die Reverse Transkriptase für eine nähere Betrachtung herangezogen. In den zurzeit angewendeten Standard-Therapien kommen verschiedene Hemmstoffe dieses Enzyms zeitgleich zum Einsatz, um der Entwicklung von Resistenzen so weit wie möglich vorzubeugen. Die Reverse Transkriptase ist den Schülerinnen und Schülern inzwischen als besonderes virales Enzym bekannt, das virale Einzelstrang-RNA in eine Doppelstrang-DNA umschreibt. Aber wie funktioniert das? Wie ist die Reverse Transkriptase aufgebaut und wie ermöglicht sie die reverse Transkription? Zur Beantwortung dieser Fragen wurden für diese Unterrichtseinheit dynamische Folien mit 3D-Molekülen entwickelt. Sie erlauben den Lernenden, durch Drehen und Wenden dreidimensional modellierter Moleküle die Struktur des Enzyms im wörtlichen Sinn zu "begreifen". Die insgesamt sieben dynamischen HTML-Seiten zur Reversen Transkriptase ermöglichen die Untersuchung diverser Aspekte des Enzyms: Struktur und Funktion Bindung von zwei verschiedenen Hemmstoffen, die in der AIDS-Therapie eingesetzt werden Forschend-entdeckend lernen - per Beamer oder vor dem Computer Die sieben HTML-Seiten der Lernumgebung bauen inhaltlich aufeinander auf. Auf Aufgabenstellungen, wie sie in verwandten Lernumgebungen verwendet wurden ( Die Struktur der DNA - virtuelle Moleküle in 3D , ATP-Synthase ? Synthese von Energieäquivalenten , ?Quo vadis, Alken?? - die Markownikow-Regel ), wurde hier bewusst verzichtet. Dies erweitert das Spektrum der Einsatzmöglichkeiten und verschafft der Lehrperson Freiraum bei der Entscheidung für die Tiefe der Behandlung des Themas. Die dynamischen Folien können per Beamerpräsentation zur visuellen Unterstützung des Unterrichtsgesprächs genutzt werden. Hier kann - ohne die die Aufmerksamkeit leitenden Fragestellungen - der Fokus ganz individuell gesetzt werden. Alternativ können die Schülerinnen und Schüler am Computer und Einzel- oder Gruppenarbeit die Seiten unter einer von der Lehrperson vorgegebenen Fragestellung untersuchen. Sparsame Texte Um die selbstständige Arbeit mit den Materialien am Rechner zu unterstützen, wurden Textinformationen auf das Wesentliche beschränkt (Abb. 1). Weitere Informationen zum Einsatz der dynamischen Materialien finden Sie in dem folgenden Beitrag: Die dynamischen Folien sind in einer didaktischen Reihenfolge angeordnet. Nach dem Aufbau der Reversen Transkriptase aus zwei Untereinheiten werden die verschiedenen enzymatischen Funktionen dargestellt: Bindung des RNA-Einzelstrangs Ergänzung zum RNA-DNA-Hybridmolekül (Polymerase-Funktion) Abbau des RNA-Strangs (Nuklease-Funktion) Ergänzung des DNA-Einzelstrangs zum DNA-Doppelstrang (Polymerase-Funktion) Hemmstoffe Die weiteren Folien zeigen die Bindung von zwei verschiedenen Anti-AIDS-Wirkstoffen an das Enzym - einem kompetitiven und einem allosterischen Hemmstoff. Die Folien folgen in ihrer Reihung somit dem forschend-entwickelnden Gedankengang. Die Inhalte der Lernumgebung werden nachfolgend im Detail kommentiert. Auf der Startseite der Lernumgebung (Abb. 2, Platzhalter bitte anklicken) finden Sie eine Übersicht der Folien oder Seiten. Von hier aus kann jede Seite gezielt angesteuert werden. Über Navigationspfeile auf den Seiten (oben und unten rechts) kann auf die jeweils vorherige oder nachfolgende Folie gewechselt werden. Über das "Blatt"-Icon (oben rechts) gelangt man von jeder Folie zurück auf die Startseite (siehe Abb. 1 ). Das Enzym Reverse Transkriptase besteht aus zwei Untereinheiten (gelb und orange, Abb. 3 oben). Das funktionsfähige Protein liegt also in einer Quartärstruktur vor. Per Klick auf den Button "Sekundärstruktur" wechselt die Darstellung. Nun wird die Verteilung von ß-Faltblättern (gelb) und ?-Helices (magenta) im Enzym sichtbar (Abb. 3 unten). Das Molekül kann bei gedrückter linker Maustaste mit dem Mauszeiger "angefasst" und gedreht werden. Mit dem Scrollrad der Maus kann in die Struktur hinein- und herausgezoomt werden. Eine automatisierte Drehung des Moleküls erfolgt nach Anklicken des Buttons "Rotation". Polymerase und Nuklease Über das Steuerungsmenü von Folie 2 lassen sich die virale RNA und ein DNA Einzelstrang im Enzym anzeigen (Abb. 4) und ausblenden. (Natürlich ist in der Darstellung nur ein Bruchteil des viralen Genoms sichtbar.) Diese Funktionen können am Beamer dazu genutzt werden, während des Unterrichtsgesprächs die Bindung des RNA-Einzelstrangs (grün), die Bildung des DNA/RNA-Hybrids (Polymerase-Funktion) und den Abbau des RNA-Strangs (Nuklease-Funktion) zu simulieren. Aktive Zentren Ein Pop-up-Fenster (Abb. 5), das über einen Link in dem Textblock über dem Molekülmodell von Folie 2 geöffnet werden kann, zeigt die Lokalisation der Polymerase- und der Nuclease-Funktion in dem viralen Protein. Die beiden aktiven Zentren befinden sich an den gegenüberliegenden Enden der Bindungsfurche an der Proteinoberfläche. Doppelstrang-DNA Die Neusynthese eines zum DNA-Einzelstrang komplementären zweiten DNA-Strangs (beide blau) kann auf Folie 3 nachvollzogen werden. Die Starteinstellung des Applets zeigt einen DNA-Einzelstrang in der Bindungstasche des Enzyms. Per Klick auf "DNA-Doppelstrang" kann der zweite Polymeraseschritt des Enzyms simuliert werden. Auch auf den Folien 2 und 3 können Schülerinnen und Schüler zwischen der Darstellung im Kalottenmodell und der Sekundärstruktur wählen. Je nach Darstellungsart lassen sich so unterschiedliche strukturelle Zusammenhänge besser erkennen. In der Sekundärstruktur ist zum Beispiel sehr schön zu erkennen, wie das Enzym den DNA-Doppelstrang "im Griff" hat (Abb. 6). Es verdeutlicht den Lernenden, dass Enzyme keine plumpen Bauklötze sind, sondern ausgeklügelte Hochleistungs-Nanomaschinen. Das Nucleotid-Analoglon Tenofovir Die Bedeutung des Begriffs "Nucleotid-Analogon" wird den Schülerinnen und Schülern auf Folie 4 deutlich (Abb. 7). Hier stehen Tenofovir und Adenosinmonophosphat (AMP) nebeneinander. Ihr ähnlicher Aufbau lässt bereits vermuten, dass die Hemmung kompetitiv, also im Wettbewerb um den Bindungsplatz im aktiven Zentrum des Enzyms, stattfindet. Tenofovir wird nach der Aufnahme in die Zelle phosphoryliert und konkurriert mit den natürlichen Substraten um die Nukleotidbindungsstelle der Reversen Transkriptase. Eine genauere Betrachtung der Strukturformeln unterhalb der Applets führt auf die Spur des Wirkungsmechanismus: Die Verlängerung der Nukleotidketten erfolgt über die 3'-OH-Gruppe am Fünferring des Ribose-Bausteins. Tenofovir fehlt eine solche Gruppe. Daher verursacht es den Abbruch der Synthesereaktion. Bindung an das Enzym Folie 5 zeigt, wie tief Tenofovir in die Bindungstasche eindringt. In der transparenten Sekundärstrukturdarstellung (Abb. 8, oben) des Enzyms (gelb/orange) und der Draht-Darstellung der Nukleinsäure (blau) ist Tenofovir als Kalottenmodell im Standard-Farbschema der Elemente vollständig zu erkennen (Sauerstoff rot, Phosphor orange). Bei der Darstellung des Proteins als Kalottenmodell wird deutlich, wie tief der Hemmstoff in die Bindungstasche vordringt (Abb. 8, unten). Efavirenz Das HIV-Medikament Efavirenz wirkt nicht kompetitiv als Hemmstoff auf die Reverse Transkriptase. Ein Pop-up-Fenster (Abb. 9) von Folie 6 zeigt, dass der Hemmstoff keine strukturelle Ähnlichkeit mit den natürlichen Substraten der Reversen Transkriptase hat. Hemmung durch Strukturänderung Efavirenz bindet an einer Stelle außerhalb der aktiven Zentren des Enzyms. Seine Bindung verursacht eine Konformationsänderung der Reversen Transkriptase. Diese Strukturverschiebung sorgt dafür, dass der Zugang der Substrate zum aktiven Zentrum behindert und somit die Polymerase-Aktivität des Enzyms gehemmt ist. Dieser Effekt ist auf Folie 6 dargestellt (Abb. 10). Der Hemmstoff ist magentafarbig dargestellt. Übereinandergelegte Proteinketten Eine hilfreiche Methode der "Computerbiologie" ist das sogenannte Alignement dreidimensionaler Strukturen. Konformationsänderungen, die durch die Bindung eines Linganden - Substrat oder Hemmstoff - verursacht werden, treten dabei besonders deutlich hervor. Diese Möglichkeit wird auf Folie 7 genutzt (Abb. 11). Die rote Kette zeigt das Rückgrat der Reversen Transkriptase ohne Hemmstoff, die blaue Kette nach der Bindung des Hemmstoffs. Über die Buttons können beide Darstellungen einzeln aufgerufen oder weggeklickt werden. Kompetitive und nicht kompetitive Hemmung des gleichen Enzyms Die dynamischen Folien zur Reversen Transkriptase und ihren Hemmstoffen lassen sich nicht nur im Rahmen des Unterrichts zum Thema HIV einsetzen. Die Unterseiten zu Efavirenz und Tenofovir können schon früher im Bereich der Stoffwechselphysiologie eingesetzt werden. Es handelt sich um eindrucksvolle und gut erkennbare Beispiele für Enzymhemmungen. Kompetitive (Tenofovir) und nicht kompetitive (Efavirenz) Enzymhemmung können sehr gut gegenüber gestellt und voneinander abgegrenzt werden. Neben der guten Sichtbarkeit der Wirkprinzipien bieten diese Beispiele einen weiteren Vorteil: Sie sind für Schülerinnen und Schüler sicher interessanter als die häufig in Schulbüchern verwendeten Beispiele. Mit einer kleinen Hintergrundinformation, welche Bedeutung die Reverse Transkriptase für die Bekämpfung von AIDS hat, erscheinen die betrachteten Hemmstoffe gleich viel interessanter als eine gehemmte Succinatdehydrogenase. Hinzu kommt noch, dass beide Hemmungstypen am gleichen Enzym gezeigt werden können. Strukturebenen im Proteinaufbau Die erste Folie der Lernumgebung ( Abb. 3 ) bietet Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ß-Faltblätter und ?-Helices dreidimensional erfahren zu können. Zwar werden die Sekundärstrukturelemente eines Proteins in ihrem Aufbau intensiv besprochen und gerne abgefragt. Häufig fällt es den Lernenden jedoch schwer, sich diese Strukturen vorzustellen. Durch das Drehen des interaktiven Makromoleküls am Monitor wird die Sekundärstruktur viel besser begreifbar. Gleiches gilt auch für die Quartärstruktur. Am Beispiel der Reversen Transkriptase sehen die Schülerinnen und Schüler direkt, was es bedeutet, wenn ein Enzym aus verschiedenen Untereinheiten aufgebaut ist. 3.000 Neuinfektionen pro Jahr in Deutschland Weltweit sind etwa 33 Millionen Menschen mit HIV-infiziert. Jedes Jahr sterben mehr als zwei Millionen an der Immunschwäche. In Deutschland begann sich HIV vermutlich Ende der 1970er Jahre auszubreiten. In Gruppen mit einem hohen Infektionsrisiko (homosexuelle Männer, Heroinabhängige) stieg die Zahl der Infizierten zunächst sehr schnell an. In der zweiten Hälfte der 1980er Jahre wurde dank verschiedener Maßnahmen in Hochrisikogruppen ein Rückgang der Neuinfektionen beobachtet. In den 1990er Jahren schwankte die Zahl der Neuinfektionen in Deutschland um etwa 2.000 pro Jahr. Zu Beginn des neuen Jahrtausends stieg sie wieder an und hat sich seit 2007 bei zurzeit etwa 3.000 Neudiagnosen pro Jahr stabilisiert (Epidemiologisches Bulletin des Robert Koch-Instituts zum Welt-AIDS-Tag 2009). 20 Prozent der Neuinfektionen durch heterosexuelle Kontakte Nach den aktuellen Schätzungen leben zurzeit in Deutschland etwa 70.000 HIV-Infizierte. Die Zahl der HIV-Neudiagnosen stieg sowohl bei homosexuellen Männern als auch bei Heterosexuellen im Jahr 2009 gegenüber dem Vorjahr um etwas mehr als drei Prozent (Epidemiologisches Bulletin des Robert Koch-Instituts vom 7. Juni 2010). Etwa 20 Prozent der HIV-Übertragungen erfolgen bei heterosexuellen Kontakten. Im Jahr 2010 starben in Deutschland etwa 550 Menschen an AIDS (Epidemiologisches Bulletin Robert Koch-Instituts vom 22. November 2010). Eigentlich ein Beispiel an Zuverlässigkeit: DNA-Polymerasen DNA-Polymerasen genießen zu Recht den Ruf als sehr verlässliche Enzyme. Sie arbeiten in einem hochsensiblen Bereich des Lebens: Fehler, die sie machen, können sich negativ auf unsere Nachfahren auswirken. Die bakterielle DNA-Polymerase hat zum Beispiel eine Fehlerquote von 10 -10 . Sie baut also nur eins von zehn Milliarden Nukleotiden falsch ein. Korrektursysteme senken diese Quote nochmals um den Faktor 10 3 . Ähnlich präzise gehen auch unsere eigene DNA-Polymerase und deren Korrekturlese-Assistenten zu Werke. Ihre Fehlerquoten liegen zwischen 10 -9 und 10 -10 . Pro Verdoppelung unseres Genoms (etwa 3.200 Millionen Basenpaare) kommt es also zu nur einer einzigen falschen Basenpaarung. Evolutionsmotor Reverse Transkriptase Die Reverse Transkriptase der HI-Viren arbeitet in einer völlig anderen Fehlerdimension: Etwa alle 2.000 Basenpaare baut sie ein falsches Nukleotid ein. Für uns wäre eine solche Quote fatal - für die HI-Viren ist sie die "Lebensversicherung" im Kampf gegen unser Immunsystem und der Motor für die Entwicklung von Resistenzen gegen Medikamente. HIV-Infizierte können bis zu zehn Millionen Viren am Tag produzieren. Zusammen mit dieser enormen Produktionsrate beschleunigt die Schludrigkeit der Reversen Transkriptase die Evolution der Viren. Sie verändern sich mit atemberaubender Geschwindigkeit. Nur eine Woche nach der Behandlung eines HIV-Infizierten mit einem bestimmten Wirkstoff bilden sich bereits Resistenzen aus. Wanted: Neuartige Wirkstoffe! Der schnellen Evolution der HI-Viren setzt die Medizin heute die "Hochaktive antiretrovirale Therapie", abgekürzt HAART, entgegen. Die Patienten erhalten dabei eine Kombination aus drei oder vier antiviralen Wirkstoffen. Die Therapie reduziert die Viruslast der Patienten erheblich und hält den Fortschritt der Symptomatik auf. Trotz dieser Erfolge ist die Entstehung resistenter Viren bei der Langzeittherapie ein großes Problem. Insbesondere Patienten, die sich nicht konsequent an die Einnahme der Medikamente halten, beschwören die Entstehung resistenter Viren herauf. Diese werden unter dem Selektionsdruck der Therapie zur dominanten Form und können übertragen werden. Bei jedem achten Patienten, der sich in Deutschland frisch mit HIV infiziert, ist heute die Wirksamkeit von mindestens einem HIV-Medikament eingeschränkt (HIV-Serokonverterstudie am Robert Koch-Institut, 2010). HAART verlängert zwar das Leben HIV-Infizierter. AIDS ist jedoch nach wie vor eine unheilbare und tödliche Infektion. Trotz aller Fortschritte besteht also weiterhin Bedarf an neuen und neuartigen Wirkstoffen. Bisherige AIDS-Medikamente greifen das Virus innerhalb der Wirtszelle an. Wissenschaftler der Medizinischen Hochschule Hannover und der Universität Ulm beschreiten nun einen neuen Weg. Sie wollen das Virus am Eindringen in die Immunzellen des Menschen hindern - sozusagen seinen "Stachel" unbrauchbar machen. Ihr Wirkstoff blockiert ein Protein der Virushülle, das bei der Fusion der viralen Membran mit der Wirtszellmembran eine entscheidende Rolle spielt. In einer Reportage berichtete das Deutschlandradio im Dezember 2010 über den möglichen neuen Wirkstoff und die Vorgehensweise der Forscherinnen und Forscher. Den Text stellen wir mit freundlicher Genehmigung des Deutschlandradios, des Journalisten Michael Engel und der beteiligten Wissenschaftler, Professor Reinhold Schmidt und Professor Wolf-Georg Forssmann, als Informationsblatt für die Schülerinnen und Schüler zur Verfügung (deutschlandradio_aids_mit_stumpfem_stachel.pdf/rtf). Streicht man den letzten Abschnitt des Nachrichtentextes, bietet der Artikel eine gute Möglichkeit darüber zu diskutieren, ob der Wirkstoff nach seiner Zulassung HIV "besiegen" kann. Wie wirkt VIR-576? Eine Entdeckung deutscher Forscher der Medizinischen Hochschule Hannover und der Universität Ulm - hat Ende 2010 für Furore gesorgt. Die Substanz VIR-576 blockiert das Fusionsprotein (gp41) in der Hülle des HI-Virus, das beim Angriff auf eine Zelle wie ein Enterhaken funktioniert. Dieser Enterhaken tritt in Aktion, nachdem ein Protein der Virushülle (gp120) an einen Rezeptor auf der Zelloberfläche (CD4) und dieser an einen Corezeptor (CCR5/CXCR4) der Zelle angedockt hat. Dieses Manöver kann man mit dem Andocken eines Shuttles an die Internationale Raumstation vergleichen: Beide Objekte sind schon einmal miteinander verbunden - aber die Schleuse ist noch nicht geöffnet. Das Virus schleust seine Fracht jedoch nicht durch ein Schott in die Zelle, sondern durch eine Verschmelzung der Virusmembran mit der Zellmembran. Genau diesen Schritt blockiert VIR-576 durch die Bindung an das virale das Fusionsprotein. Wie wurde die vielversprechende Substanz entdeckt? Die Geschichte von VIR-576 begann bereits in den 1990er Jahren. Blutfiltrat, das bei der Dialyse von Patienten mit Nierenversagen anfällt, enthält zahlreiche körpereigene Peptide. So wie der tropische Regenwald ein Schatz der Artenvielfalt ist, so ist das Blutfiltrat ein Reservoir für Millionen von Peptiden mit unbekannten bioaktiven Eigenschaften. Professor Wolf-Georg Forssmann und Professor Frank Kirchhoff hatten die Idee, in diesem körpereigenen Peptidpool nach HIV-Hemmstoffen zu fahnden. Und sie wurden fündig: Ein natürlich vorkommendes Peptid aus 20 Aminosäuren - das Fragment eines im Blut zirkulierenden Eiweißes - blockierte im Reagenzglas den Eintritt von HIV in die Wirtszellen. (Bei dem Eiweiß handelt es sich um ?-1-Antitrypsin. Es schützt Körpergewebe vor Enzymen, die an Entzündungen beteiligt sind. ?-1-Antitrypsin ist ein Protease-Hemmer.) Verbesserung der Wirksamkeit Von dem kostbaren Fundstück stellten die Wissenschaftler im Labor mehr als 600 Varianten her. Unter diesen fanden sie ein Peptid, das die antivirale Wirkung des Originals noch um das Hundertfache übertraf - VIR-576. Die Substanz wirkt nicht nur im Reagenzglas. Ende 2010 veröffentlichten Forscher der Medizinischen Hochschule Hannover und der Universität Ulm die Ergebnisse einer ersten klinischen Studie (18 Teilnehmer). VIR-576 konnte die Viruslast HIV-Infizierter in weniger als einer Woche um mehr als 90 Prozent (1,2 Logarithmusstufen) senken - das Virus hatte sich also kaum noch vermehren können. Allerdings: VIR-576 wird im Blut sehr schnell abgebaut. Deshalb musste es den Patienten per Dauerinfusion intravenös verbreicht werden. Der Weg zum einsatzfähigen Medikament ist also noch weit und wird einige Jahre in Anspruch nehmen. Doch schon heute weckt der neuartige Wirkstoff hohe Erwartungen und große Hoffnungen: VIR-576 bekämpft nicht - wie die meisten AIDS-Medikamente - die Vermehrungsschritte der HI-Viren in den Zellen, sondern greift die Viren außerhalb der Zellen an. Zudem ist der Wirkstoff der Abkömmling eines körpereigenen Blutproteins. Auf diese Eigenschaften führen Wissenschaftler die - im Vergleich zu herkömmlichen Wirkstoffen - sehr gute Verträglichkeit von VIR-576 zurück. Das HI-Virus entzieht sich durch seine atemberaubende Mutationsrate immer wieder der Wirkung von Medikamenten, indem es deren Angriffsziele - zum Beispiel die Protease oder die Reverse Transkriptase - verändert. Das Angriffsziel von VIR-576, der virale Enterhaken, verändert sich jedoch kaum. Vermutlich führen Mutationen hier sehr schnell zum Funktionsverlust. Somit wird es dem Virus hoffentlich schwer fallen, Resistenzen gegen VIR-576 zu entwickeln. Sieg über AIDS in Sicht? Sollte die Entwicklung von VIR-576 zum marktreifen Medikament von Erfolg gekrönt sein, ist AIDS aber keineswegs besiegt. Denn eine Heilung im eigentlichen Sinne wird auch mit dem neuen Wirkstoff nicht möglich sein. Nach einer Infektion kann das Virus nicht vernichtet, sondern nur in Schach gehalten werden.

Litauen, die Slowakei oder Zypern gehören in wenigen Monaten zur Europäischen Union. Doch das alte Europa weiß wenig über die EU-Neulinge. Mit diesem Basisartikel lassen sich Wissenslücken füllen.Zehn Länder treten am 1. Mai 2004 der Europäischen Union bei. Es sind so unterschiedliche Staaten wie die sonnige Mittelmeerinsel Malta oder die baltischen Republiken, die früher zur Sowjetunion gehörten. Der Beitritt Bulgariens und Rumäniens soll 2007 vollzogen werden. Ob die Türkei ein möglicher EU-Kandidat ist, ist dagegen noch strittig. Wir stellen Ihnen die zehn EU-Neulinge vor und zeigen mit Links, wo Sie detaillierte Informationen zu den einzelnen Beitrittsländern finden.Die Schülerinnen und Schüler sollen sich über die Staaten informieren, die 2004 neu in die Europäische Union aufgenommen werden. Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei der Vorbereitung des EU-Beitritts in den einzelnen Ländern erkennen. sich der Bedeutung der bevorstehenden Erweiterung der Europäischen Union bewusst werden. das Internet als Informations- und Recherchemedium nutzen. Thema EU-Erweiterung 2004: Die neuen Mitglieder im Überblick Autoren Wolfgang Bauchhenß und Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek I und II, ab Klasse 10 Zeitaufwand je nach Intensität und Schwerpunktsetzung pro Land mindestens 1 Stunde Medien Computer mit Internetzugang Von der Volksrepublik zur Dritten Republik Schon vor dem Fall des Eisernen Vorhangs begann eine langsame Annäherung zwischen dem ehemaligen Ostblockstaat Polen und der Europäischen Union: Bereits 1989 unterzeichneten Vertreter der EU und Polens ein Handels- und Wirtschaftsabkommen. Im selben Jahr hatten die ersten freien Wahlen in Polen stattgefunden, bei der die Opposition klar über die kommunistische Arbeiterpartei siegte. Noch Ende 1989 änderte das Parlament die Verfassung des Landes: Aus der kommunistischen Volksrepublik Polen wurde die Republik Polen, die so genannte Dritte Republik. Seit den neunziger Jahren haben alle polnischen Regierungen große Anstrengungen unternommen, die Kriterien für den Beitritt zu erfüllen. Das größte der Kandidatenländer wird daher bereits bei der ersten Erweiterungsrunde 2004 mit dabei sein. Positives Referendum Mit fast 40 Millionen Bürgerinnen und Bürgern betritt ein neues Schwergewicht die europäische Bühne. Bei einem Volksentscheid sprachen sich im Juni 75,5 Prozent der Polen, die an dem Referendum teilnahmen, für den EU-Beitritt aus. Die Beteiligung lag allerdings nur bei 58,8 Prozent. Wegen der hohen Arbeitslosigkeit im Land (um 18 Prozent) sieht ein Teil der Bevölkerung den politischen Veränderungen mit gemischten Gefühlen entgegen. Gerade aber die jüngere Bevölkerung steht der europäischen Integration im Wesentlichen positiv gegenüber. Landwirtschaft hat Schlüsselrolle Polen dürfte ein eigenwilliger Partner in der EU werden. Bei den Beitrittsverhandlungen feilschte Premierminister Leszek Miller bis zum Schluss um die Agrarsubventionen und drohte, die gesamten Verhandlungen platzen zu lassen. Die Landwirtschaft ist der wichtigste polnische Wirtschaftszweig: Über 60 Prozent der Fläche Polens werden für landwirtschaftliche Zwecke genutzt, jeder 5 Arbeitnehmer ist in der Landwirtschaft beschäftigt. Daher wird es bei künftigen Verhandlungen sicherlich noch öfter Streit um finanzielle Hilfen für die polnischen Bauern geben. Strukturhilfen zur Entwicklung des Landes Polen wird außerdem zum größten Empfänger von Strukturhilfen der EU. Mit diesem Geld sollen in den wenig entwickelten Gegenden des Landes Straßen und Eisenbahnstrecken saniert und Umweltprojekte finanziert werden. Schon in den vergangenen Jahren sorgten solche Hilfen oftmals für Streit bei den Gipfeltreffen der Staats- und Regierungschefs der Europäischen Union. Orientierung nach Europa Ungarn stellte Ende der achtziger Jahre nach der politischen Wende im ehemaligen Ostblock schnell die Weichen in Richtung Europa. Das Land etablierte rasch Handelsbeziehungen mit EU-Staaten und unterzeichnete als erster Staat des ehemaligen Ostblocks 1991 ein Assoziierungsabkommen mit der EU. Dieses Abkommen sah nicht nur Erleichterungen beim Handel (wie etwa Zollerleichterungen) vor, sondern gezielt auch politische Zusammenarbeit wie etwa die Angleichung von Gesetzen und Institutionen. Es war also ein erster Schritt beim Umbau des politischen Systems Ungarns in Richtung EU. Vorherige Abkommen waren meist reine Handelsabkommen. Ungarischer Wirtschaftsboom Schon früh entwickelte sich Ungarns Wirtschaft in die richtige Richtung: Das Land gehört zu den Boom-Staaten unter den Beitrittskandidaten, die Arbeitslosenquote liegt lediglich zwischen fünf und sechs Prozent. So war es für die ungarische Regierung unter Premierminister Viktor Urban auch kein nennenswertes Problem, die Voraussetzungen für den Beitritt im Jahr 2004 zu erfüllen. Bei einem Volksentscheid über den Beitritt zur EU stimmten 84 Prozent mit Ja, allerdings war die Wahlbeteiligung mit knapp 46 Prozent extrem niedrig. Moderne Infrastruktur Schon heute verfügt Ungarn über eine gut ausgebaute und moderne Infrastruktur, die den Handel mit den Nachbarstaaten erleichtert. Die Lage an den Grenzen zu Kroatien, Serbien und dem künftigen EU-Nachbarn Rumänien (voraussichtlich 2007) macht das Land zu einem wichtigen Grenzstaat der neuen Union. Ein bedeutender Wirtschaftsfaktor ist in Ungarn seit jeher der Tourismus; viele EU-Nachbarn verbringen seit Jahren ihren Urlaub an der Donau und am Plattensee (ungarisch Balaton), dem größten Binnensee Mitteleuropas. Vaclav Havel ebnete den Weg in die EU Deutschlands Nachbarland Tschechien liegt bald mitten in Europa: Von allen Seiten wird die junge Republik künftig von EU-Nachbarn umgeben sein. Nach der politischen Wende 1989 - die Tschechen wählten nach der "samtenen Revolution" vom November 1989 den vormaligen Bürgerrechtler Vaclav Havel zum Staatspräsidenten - zeichnete sich auch der Weg der damaligen Tschechoslowakei in die Europäische Union ab. Zuvor spaltete sich allerdings Ende 1992 die Slowakei ab, mit der Tschechien nach dem Ende des Ersten Weltkriegs 1918 gemeinsam als Tschechoslowakei die Unabhängigkeit von der Habsburger Monarchie errungen hatte. Umbau des Wirtschaftssystems Die EU nahm daher Verhandlungen mit beiden Staaten auf. Ende der neunziger Jahre machte die Tschechische Republik einen harten Prozess des wirtschaftlichen Umbaus durch, bevor sie die Beitrittskriterien erfüllen konnte. Wie in allen Staaten des Ostblocks galt dort bis zum Zusammenbruch des Sozialismus die kommunistische Planwirtschaft, die dann abrupt von der Marktwirtschaft abgelöst wurde. Im Gegensatz zu Polen spielt die Landwirtschaft in der Tschechischen Republik eine geringe Rolle. Wichtige Wirtschaftszweige sind dagegen die Stahl- und Chemieindustrie sowie der Maschinenbau. Trotz des Wirtschaftswachstums ist die Arbeitslosenquote um 9 Prozent (2003) ein wichtiges strukturelles Problem. Deutschland ist der wichtigste Handelspartner Tschechiens, und auch für Deutschland steht die Tschechische Republik an erster Stelle der Handelspartner unter den Mittel- und Osteuropäischen Staaten. Europa-skeptischer Staatspräsident Klaus Der Nachfolger von Vaclav Havel, der 2003 gewählte Staatspräsident Vaclav Klaus, machte bereits vor dem Beitritt, etwa im Zusammenhang mit dem EU-Konvent, als EU-Kritiker auf sich aufmerksam. Trotz des kritischen Präsidenten sagte eine breite Mehrheit von 77 Prozent beim Beitrittsreferendum im Juni 2003 "Ja" zur Europäischen Union. Die Wahlbeteiligung von 55 Prozent war allerdings sehr niedrig. Eigenständig in die EU Der jüngste der neuen EU-Staaten existiert erst seit zehn Jahren. Im Januar 1993 spaltete sich die Slowakei von der Tschechischen Republik ab, mit der sie seit 1918 als Tschechoslowakei vereinigt gewesen war. Kritiker der Teilung befürchteten damals, dass die Slowakei ohne den tschechischen Partner in große wirtschaftliche Schwierigkeiten geraten würde. Doch die Regierung beantragte schon 1995 den Beitritt zur EU - fest davon überzeugt, die Beitrittshürden ohne größeren Probleme zu meistern. Das gelang den Slowaken auch in kurzer Zeit. Arbeitslosigkeit trotz Wirtschaftsboom Nach einer Konjunkturflaute um die Jahrtausendwende stieg das Bruttoinlandsprodukt wieder, und auch die für den Beitritt nötigen institutionellen Reformen erledigte der Staat rasch. Generell bestehen diese institutionellen Reformen in den künftigen EU-Staaten darin, das politische System an das der EU-Staaten anzugleichen. (So müssen etwa Stellen geschaffen werden, bei denen die Bürger sich bei Verbraucherschutzfragen oder bestimmten Rechtsproblemen wenden können.) 2002 überrundete der Staat in puncto Wirtschaftswachstum mit vier bis fünf Prozent sogar alle benachbarten Beitrittsländer. Problematisch bleibt allerdings die hohe Arbeitslosigkeit von über 17 Prozent im Jahr 2003, die im Vergleich zu den anderen Beitrittsländern ebenfalls Rekordniveau hat. Klares Votum für Europa Bei der Volksbefragung im Mai 2003 zeigten sich die Slowaken als Befürworter der Europäischen Union. Über 92 Prozent Ja-Stimmen waren ein klares Votum für Europa, auch wenn die Teilnahme am Referendum nur knapp über den erforderlichen 50 Prozent lag. Auch die führenden Politiker des Landes, Staatspräsident Rudolf Schuster und Ministerpräsident Mikulás Dzurinda, unterstützen den slowakischen EU-Beitritt. Nun werden ab 2004 5,5 Millionen Slowaken und 10,2 Millionen Tschechen wieder friedlich vereint sein - als Nachbarn in der Europäischen Union. Europäische Union statt Sowjetunion Ein weiterer osteuropäischer Beitrittskandidat ist Estland. Die kleinste der drei baltischen Republiken gehörte wie ihre Nachbarstaaten vor 1990 zur Sowjetunion, die das Land 1940 und nach dem Abzug der deutschen Besatzungstruppen 1944 erneut okkupierte. Nach dem Ende des Kalten Krieges und dem Zusammenbruch des Sozialismus erklärten die Esten im Herbst 1991 ihre Unabhängigkeit von der Sowjetunion und gründeten ihren eigenen Staat. Schon bald orientierten sie sich in Richtung Westen. 1995 stellten sie den Antrag auf Aufnahme in die Europäische Union. Zuvor hatte die Republik ein Freihandelsabkommen mit der EU unterzeichnet. Westorientierung der Wirtschaft Die Esten schafften es, in der ersten Runde der Osterweiterung dabei zu sein. Sie stellten sich nach der Trennung von Russland rasch auf neue Handelspartner im Westen ein: Im Jahr 2000 gingen bereits 77 Prozent der Exporte in Länder der EU. Neben den skandinavischen Nachbarn Finnland und Schweden ist Deutschland ein großer Abnehmer der Elektro-, Textil und Holzprodukte, die den Export bestimmen. Arbeitslosigkeit ist allerdings auch in Estland ein Problem. 2002 lag die Arbeitslosenquote im Land bei durchschnittlich zehn Prozent. Positives Referendum für EU-Beitritt Ab Mai 2004 werden die 1,4 Millionen Esten, die von Präsident Arnold Rüütel und vom jungen Ministerpräsidenten Juhan Parts regiert werden, zu Unionsbürgern. Auch sie haben sich in einer Volksbefragung mehrheitlich mit 67 Prozent für den Beitritt ausgesprochen und feierten anschließend auf EU-Partys das klare Votum, an dem sich 63 Prozent der Wahlberechtigten beteiligt hatten. Lettland sagt Ja Auch Lettland erlangte 1991 wie Estland und Litauen seine Unabhängigkeit von der Sowjetunion. Der junge Staat führte Demokratie und Marktwirtschaft ein und intensivierte seine Beziehungen zu den westeuropäischen Nachbarstaaten. 1995 beantragte die lettische Regierung die Aufnahme in die Europäische Union. 2000 begannen offiziell die Beitrittsverhandlungen, die 2002 auf dem Gipfel von Kopenhagen für abgeschlossen erklärt wurden. Bei dem Referendum zum EU-Beitritt 2003 gab es 67 Prozent Ja-Stimmen. Die Wahlbeteiligung lag mit 67 Prozent deutlich über der in anderen Beitrittsländern. Damit kann auch Lettland im Mai 2004 der EU beitreten. Wirtschaftliche Stabilisierung Nachdem sich die wirtschaftliche Lage - die immer noch von der russischen Wirtschaft abhängt - Ende der neunziger Jahre stabilisierte, konnte Lettland die Beitrittskriterien erfüllen. Der Außenhandel des Landes ist inzwischen eindeutig auf die Europäische Union ausgerichtet. Deutschland ist der wichtigste Handelspartner der Letten. Zentrales Problem der Wirtschaft ist die Arbeitslosigkeit, die nach internationalem Berechnungsschlüssel zwischen 13 und 14 Prozent liegt (nach lettischen Berechnungsmodus dagegen 2003 zwischen 8 und 9 Prozent). Minderheitenschutz für Russen Ein größeres Problem war der Umgang mit den Minderheiten im Land: In Lettland lebt - ähnlich wie in Estland - eine große russische Minderheit (fast 30 Prozent der Bevölkerung), deren Rechte nach der Unabhängigkeit zunächst eingeschränkt wurden. Mittlerweile hat die lettische Regierung - seit 2002 unter dem Ministerpräsidenten Einars Repse - den Minderheitenschutz besser geregelt und so den Weg nach Europa frei gemacht. Blutiger Weg in die Unabhängigkeit Litauen war der erste der drei baltischen Staaten, der sich von der Sowjetunion löste: Schon im Frühjahr 1990 erklärten sich die Litauer für unabhängig, wobei der Prozess der Unabhängigkeit von Moskau besonders konfliktreich verlief. Moskau erkannte die Unabhängigkeit nicht an und stürzte die frei gewählte litauische Regierung im Januar 1991. Bei dem Versuch russischer Soldaten, den litauischen Fernsehturm in Vilnius zu stürmen und damit die Berichterstattung über den Militäreinsatz zu stoppen, wurden 14 Menschen erschossen. Die Litauer hatten daher ein besonders starkes Interesse daran, sich nach ihrer Unabhängigkeit nach Westeuropa zu orientieren. 1995 beantragten sie formell ihre Aufnahme in die EU. 90 Prozent für Europa Wie ihre baltischen Nachbarn unternahmen auch die Litauer große Anstrengungen, um ihre immer noch von Russland beeinflusste Wirtschaft fit für die EU zu machen. Doch dies gelang ebenso wie die Anpassung der staatlichen Institutionen an EU-Richtlinien. Seit Januar 2003 ist der junge Rolandas Paksas Staatspräsident; Premierminister ist Algirdas Brazauskas. Nachdem beim Referendum mehr als 90 Prozent der Bevölkerung für Europa stimmten, war klar, dass Litauen - wo nach Berechnungen des französischen Nationalinstituts für Geografie das geografische Zentrum Europas liegt - 2004 zu den Beitrittsländern zählen wird. Wirtschaftswunderland Mit Slowenien ist auch ein Teilstaat der ehemaligen Bundesrepublik Jugoslawien unter den neuen EU-Nachbarn. 1991 erklärte die junge Republik ihre Unabhängigkeit. Mit einem wahren "Wirtschaftswunder" qualifizierte sich Slowenien für den Beitritt zur Europäischen Union: In knapp zehn Jahren mauserte es sich zum reichsten Land unter den Beitrittskandidaten; die Arbeitslosenquote liegt um die sieben Prozent. Bereits als Teilstaat der "Sozialistischen Föderativen Republik Jugoslawien" war Slowenien der Teil des Landes, der sich am deutlichsten nach Westeuropa orientierte. Außenhandel auf EU ausgerichtet Ein wichtiger Wirtschaftsfaktor ist in Slowenien wie in Ungarn der Tourismus. Wichtige Industriezweige sind darüber hinaus die Auto-, Maschinenbau-, Textil- und chemische Industrie, aber auch die Holzverarbeitung. Die wichtigsten Handelspartner des Landes sind Deutschland, Frankreich und Österreich. Insgesamt ist der Außenhandel klar auf die EU-Länder ausgerichtet. Beitritt zur EU und zur NATO Als einziges neues EU-Land dürfte Slowenien Nettozahler werden. Das bedeutet, dass Slowenien mehr Geld in den gemeinsamen EU-Topf einzahlt als es aus diesem Topf bekommt. Die slowenische Regierung unter Staatspräsident Janez Drnovšek und Ministerpräsident Anton Rop kann dem Mai 2004 also gelassen entgegen sehen, zumal auch hier die EU-Befürworter beim Beitrittsreferendum mit 89 Prozent deutlich die Nase vorne hatten. Gleichzeitig beschloss Slowenien auch den Beitritt zur NATO, für den sich allerdings mit 66 Prozent deutlich weniger Malteser als für den EU-Beitritt aussprachen. Geteilte Insel Die drittgrößte Mittelmeerinsel hat eine schwierige Geschichte: Ähnlich wie einst Deutschland ist Zypern in zwei Staaten geteilt. Doch anders als bei uns verläuft die Trennlinie seit 1974 nicht zwischen Ost und West, sondern zwischen Nord und Süd. Die Feindschaft zwischen der griechischen Republik Südzypern und der türkischen Republik Nordzypern erschwerte lange Jahre den EU-Beitritt Zyperns, den sich die griechischen Zyprioten schon lange wünschen. So zogen sich die Beitrittsverhandlungen zwölf lange Jahre hin. Die Versuche, die Teilung der Insel zu beenden, blieben trotz der Bemühungen der Vereinten Nationen bislang erfolglos. Südzypern wird EU-Mitglied Im Mai 2004 wird zunächst der südliche Teil der Insel der Europäischen Union beitreten. Damit wird ein kleiner Staat mit gerade mal 670.000 Einwohnern EU-Mitglied. Um die Beitrittskriterien zu erreichen, musste sich die zypriotische Regierung unter Präsident Tassos Papadopoulos kaum anstrengen, da die Insel solide Wirtschaftsdaten aufweisen kann. Wirtschaftsfaktor Tourismus Der Tourismus ist die wichtigste Devisenquelle der griechischen Republik Südzypern. Wichtige Industriezweige in dem landwirtschaftlich geprägten Teil der Insel sind die Textil- und Schuhproduktion. Insgesamt ist der südliche Teil der Insel wohlhabender als der türkische Nordteil. 53,6 Prozent für den EU-Beitritt Ein paar kleine Inseln im Mittelmeer - auf den ersten Blick wirkt Malta weit weg von der Europäischen Union mit ihren westeuropäischen Wirtschaftszentren. Doch ab Mai 2004 wird auch die Regierung der sonnigen Inseln aus der Hauptstadt Valletta regelmäßig in diese Zentren reisen, um an den EU-Gipfeln teilzunehmen. Schon seit den siebziger Jahren bestehen Assoziierungsabkommen zwischen Malta und der EU. Doch immer waren sich die Malteser uneins, ob sie der EU völlig beitreten sollten. Nun haben sie es gewagt. Unter Staatspräsident Guido de Marco wurde im März 2003 ein Referendum zum EU-Beitritt der Inselrepublik durchgeführt, bei dem sich die Bevölkerung mit einer knappen Mehrheit von 53,6 Prozent für den Beitritt entschied. Insel des Sprachtourismus Dafür sprachen die engen Verbindungen, die Malta bisher mit der EU hat. Der Handel wird größtenteils mit EU-Staaten abgewickelt. Auch der Tourismus, schon heute ein wichtiger Wirtschaftsfaktor, dürfte vom Beitritt profitieren. Die meisten Besucher der Insel kommen aus Großbritannien. Schließlich ist Englisch neben Maltesisch die offizielle Sprache der Insel, denn Malta war von 1800 bis 1964 britische Kolonie. An zweiter Stelle stehen die Touristen aus Deutschland, darunter ein großer Teil Schülerinnen und Schüler beziehungsweise Studierende, die auf den Inseln einen Sprachkurs besuchen.

Der ehemalige Kanzler Gerhard Schröder galt als Medienkanzler. Auch unsere jetzige Kanzlerin Angela Merkel weiß sehr gut, wie sie medienwirksam ihre Botschaften zum Beispiel mit Hilfe von Podcasts wöchentlich ins Volk transportiert.Das Verhältnis von Medien und Politik verändert sich zunehmend durch eine sich wandelnde Medienlandschaft und politische Bedingungen. Wie sind sie miteinander verflochten und wer übt über wen Macht und Kontrolle aus? Diese Fragestellungen sollen sich Lernende durch Recherche und Präsentation erarbeiten und in Diskussionen vertiefen. Zudem ist das Thema sehr nah am Lebensalltag der Schülerinnen und Schüler. Sie können selbst mit einfachen Mitteln Recherchen über die Mediendarstellung und -rezeption oder die Qualität von Nachrichten- und Berichterstattung durchführen.Das Thema "Medien als vierte Gewalt im Staat" ist sehr komplex. Für den Unterricht ist es ratsam, Teilaspekte zu betrachten, zum Beispiel Betrachtung verschiedener Medien, rechtliche Aspekte oder geschichtliche Hintergründe. Die methodische Vorgehensweise sollte Recherche, Diskussion und Präsentation beinhalten. Die Recherche der Schülerinnen und Schüler könnte sehr alltagsnah erfolgen, zum Beispiel Einsatz von Werbung im Fernsehen, Quantität von Anteilen der Unterhaltung und von Berichterstattung oder Qualität von neuen Medien. Die Rechercheergebnisse sollten in der Klasse in Gruppen präsentiert werden und zur Diskussion im Plenum anregen.Die Schülerinnen und Schüler sollen die Kommunikation verschiedener Medien differenziert beurteilen. Mediennutzung und Medienformate recherchieren und beschreiben. Argumente kennen lernen, mit denen Medien verteidigt und kritisiert werden. mit diesen Argumenten ihre eigene Bewertung des Verhältnisses von Politik und Medien begründen. das Verhältnis von Sender und Empfänger kritisch bewerten. ethische Grundsätze von Berichterstattung und Nachrichtenproduktion kennen lernen und diskutieren. die veränderte Medienlandschaft beschreiben und zukünftige Kanäle ausfindig machen. selbst die neuen Medien als Informations- und Recherchemedium nutzen (Internet, Foren, Podcasts et cetera) Thema Medien - die "vierte Gewalt" im Staat? Autor Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek II, ab Klasse 10-13 Zeitaufwand je nach Intensität 4-8 Stunden Medien je ein Computer mit Internetzugang für 2 Schülerinnen und Schüler Auf der folgenden Seite finden Sie Anregungen, wie man das Thema im Unterricht angehen kann. Die Lehrkraft kann einen Ansatz als Herangehensweise wählen oder in Schülergruppen einteilen, die das Thema jeweils aus verschiedenen Perspektiven erarbeiten. Das Verhältnis Medien - Politik Wie kann dieses Verhältnis beschrieben werden? Vier Ansätze aus der Wissenschaft liefern eine erste Orientierung. Auf den folgenden Seiten wird die Entwicklung der Medien in Deutschland nach dem 2. Weltkrieg kurz skizziert und anschließend die Frage gestellt, wie man das Verhältnis von Politik und Medien beschreiben kann. Weiterhin wird der rechtliche Rahmen publizistischer Arbeit vorgestellt und nach den Kontroll- und Einflussmöglichkeiten beider Bereiche gefragt. Die Neuorganisation der Rundfunkmedien Der Rundfunk wird nach 1945 öffentlich-rechtlich organisiert. Mit den privaten Sendeanstalten verändert sich die Medienlandschaft in den 80er Jahren. Der rechtliche Rahmen der Medien Im Grundgesetz ist die Presse- und Informationsfreiheit verankert, weitere Gesetze regeln den Rahmen publizistischer Tätigkeit. Möglichkeiten der Kontrolle und Einflussnahme Medien können politische Arbeit kritisch begleiten, aber die Politik nutzt die Medien gleichermaßen zur positiven Außendarstellung. Medien werden oft als "Vierte Gewalt" in einem Staat bezeichnet. Allerdings ist diese These nur ein Aspekt eines ausdifferenzierten wissenschaftlichen Diskurses. Um die vielfältigen Beziehungen, die beide Systeme unterhalten, bewerten zu können, lohnt ein Blick auf die vier wirkungsmächtigsten Ansätze der Wissenschaft: Das Gewaltenteilungsparadigma: Die Medien werden hier als "Vierte Gewalt" neben Legislative, Judikative und Exekutive verstanden. Kraft ihrer Autonomie bilden sie eine Kontrollinstanz und sind dadurch aktiv an der Ausübung staatlicher Herrschaft beteiligt. Das Gewaltenteilungsparadigma geht davon aus, dass das politische System durch klare Grenzlinien vom Mediensystem getrennt ist. Genau dies bezweifeln aber Kritiker dieses Ansatzes, indem sie auf die mannigfaltigen politischen und ökonomischen Abhängigkeiten des Mediensystems hinweisen. Der Instrumentalisierungsansatz: Dieser Ansatz rückt die These in den Fokus, dass die Medien im politischen Feld immer bedeutender werden, gleichzeitig jedoch kommt es zu einem Autonomieverlust. Deutlich wird dies an der wachsenden Bedeutung politischer Kommunikation: Medienreferenten, Wahlkampfstrategen, Redenschreiber und Spin-doctors betreiben PR im Sinne ihrer Auftraggeber und machen sich zu diesem Zweck die medialen Kanäle zunutze. Der Dependenzansatz: Der Dependenzansatz geht zwar ebenso wie der Instrumentalisierungsansatz von einer "Mediatisierung der Politik", also von einer gegenseitigen Durchdringung beider Systeme aus. Allerdings kommt er zu dem Ergebnis, dass die politische Kommunikation sich den Gesetzmäßigkeiten der Medien angepasst und sich damit in ein Abhängigkeitsverhältnis begeben hat. Das bedeutet: Medien "regieren mit", indem sie bestimmen, welche Themen erhöhte Aufmerksamkeit verdienen. Damit setzen sie den Rahmen, in dem politische Arbeit öffentlichkeitswirksam kommuniziert werden kann. Der Interdependenzansatz Von einer engen Verflechtung und einer gegenseitigen Abhängigkeit beider Systeme geht diese Position aus. Demzufolge benötigt die Politik die Medien zur Kommunikation ihrer Entscheidungen. Allerdings sind die Medien auf diese politischen Prozesse angewiesen, da sie einen wichtigen Inhalt für sie darstellen. Durch die Berichterstattung wird schließlich ein Feedback generiert, dass auf das politische Feld zurückwirkt, woraufhin dieses wiederum neue Inhalte hervorbringt. Der Interdependenzansatz geht also von einer "Komplizenschaft" beider Systeme aus, die ein unauflösbares Tauschverhältnis miteinander verbindet. All diese Überlegungen dienen als Diskussionsgrundlage für die Bestimmung des Verhältnisses Politik-Medien. Sie gehen davon aus, dass es im Laufe der Entwicklung zu einer Grenzverschiebung und auch -verwischung gekommen ist. Es muss zum einen bedacht werden, wie sich im Zuge der zunehmenden Kommerzialisierung die Aufbereitung politischer Themen in den Medien gewandelt hat (Stichwort "Infotainment") und nach welchen Kriterien die Themen, die schlussendlich an der Spitze der publizistischen Agenda stehen, ausgewählt werden. Zum anderen gilt es, die Strategien politischer Kommunikation und ihre Implementierung in die medialen Gegebenheiten in Augenschein zu nehmen. Kontrolle und Einflussnahme sind also die Schlagworte, unter denen das Spannungsverhältnis beider Systeme verbucht werden kann. Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelte sich in der Bundesrepublik Deutschland eine unter dem im Grundgesetz verankerten Schutz der Presse- und Meinungsfreiheit stehende Medienlandschaft. Während private Herausgeber und Verlage weiterhin die Printmedien veröffentlichten, entschied man sich nach den Erfahrungen des Nationalsozialismus, die Rundfunk- und später auch die beiden Fernsehsender ARD und ZDF öffentlich-rechtlich zu organisieren und durch Gebühren zu finanzieren. Dadurch wollte man gewährleisten, dass die Medien vom Staat unabhängig sind und sich nicht zu Propagandazwecken instrumentalisieren lassen. Die Versorgung der Bevölkerung mit politischen Informationen wurde ein wichtiges Element des öffentlich-rechtlichen Sendeauftrages und somit integraler Bestandteil des Programmablaufs. Das Angebot richtete sich zudem an die gesamte Gesellschaft und musste daher alle Strömungen berücksichtigen. Diese Monopolstellung der Öffentlich-Rechtlichen im Bereich der elektronischen Massenmedien endete allerdings Mitte der 80er Jahre. Seitdem hat sich das Mediensystem der Bundesrepublik Deutschland tiefgreifend gewandelt und es befindet sich weiterhin in einem Differenzierungsprozess: "Die Einführung neuer Medientechnologien sowie die Deregulierung der Kommunikationsinfrastruktur und des Rundfunksystems sind mit einem gesamtgesellschaftlichen Wandel hin zur sogenannten Kommunikationsgesellschaft verbunden", analysierte die Politik- und Kommunikationswissenschaftlerin Barbara Pfetsch in ihrem 1998 erschienenen Aufsatz "Regieren unter den Bedingungen medialer Allgegenwart". Neue Angebote, eine allgemeine und weitreichende Kommerzialisierung, das immer schneller werdende Informationstempo und die Verschmelzung der Individual- mit der Massenkommunikation im Internet sind dabei die laut Pfetsch kennzeichnenden Entwicklungen. Mit dem Fall des öffentlich-rechtlichen Monopols und der Zulassung von privaten Rundfunk- und Fernsehsendern verbreiterte sich das Angebot rasant in verschiedene Richtungen. Alleine im Zeitraum von 1988 bis 1993 wuchsen die Lizensierung privater Fernsehprogramme von 63 auf 89 und der Programmumfang von circa 26.000 (1982) auf insgesamt über 130.000 Stunden im Jahr 1993. Zum Stichtag 30. April 2006 führt die Arbeitsgemeinschaft der Landesmedienanstalten (ALM) in ihrer Datenbank insgesamt 436 in Deutschland lizensierte "private Fernsehprogramme, Bürgerfernsehen, Teleshopping- und sonstige Fernseh-Angebote" sowie die Fernsehprogramme der "öffentlich-rechtlichen Fernsehprogrammveranstalter". Auch im Printbereich war eine ähnliche Entwicklung zu beobachten. Nachdem die öffentlich-rechtlichen Sendeanstalten lange Jahre ohne private Mitbewerber geblieben waren, gerieten sie nun durch die neu aufkommende Konkurrenz unter ökonomischen Druck. Das gesamte Mediensystem musste sich dem nun entstehenden Wettbewerb öffnen und den neuen Gegebenheiten anpassen. Wirtschaftliche Faktoren traten zunehmend in den Vordergrund. Im Artikel 5 des Grundgesetzes ist die Presse- und Informationsfreiheit verankert: Jeder hat das Recht, seine Meinung in Wort, Schrift und Bild frei zu äußern und zu verbreiten und sich aus allgemein zugänglichen Quellen ungehindert zu unterrichten. Die Pressefreiheit und die Freiheit der Berichterstattung durch Rundfunk und Film werden gewährleistet. Eine Zensur findet nicht statt. Verschiedene Landespresse-, Rundfunk- und Landesmediengesetze sowie Rundfunkstaatsverträge regeln über den Artikel 5 des Grundgesetzes hinaus die rechtliche Stellung der Medien in der Bundesrepublik Deutschland. Daraus ergibt sich auch der Sendeauftrag der öffentlich-rechtlichen Medien, der im §11 des Rundfunkstaatsvertrages fixiert ist: Der öffentlich-rechtliche Rundfunk hat in seinen Angeboten und Programmen einen umfassenden Überblick über das internationale, europäische, nationale und regionale Geschehen in allen wesentlichen Lebensbereichen zu geben. Er soll hierdurch die internationale Verständigung, die europäische Integration und den gesellschaftlichen Zusammenhalt in Bund und Ländern fördern. Sein Programm hat der Information, Bildung, Beratung und Unterhaltung zu dienen. Er hat Beiträge insbesondere zur Kultur anzubieten. Öffentlich-rechtliche Sender Damit der öffentlich-rechtliche Rundfunk diese Aufgaben auch erfüllen kann, wird er hauptsächlich durch die Rundfunkgebühren finanziert. Diese müssen alle Bürger, sofern sie entsprechende Geräte zum Empfang bereit halten, entrichten. Zwar dürfen ARD und ZDF auch Werbezeit verkaufen, hier gelten allerdings strenge Beschränkungen. So darf die Gesamtdauer der Werbung höchstens 20 Minuten werktäglich im Jahresdurchschnitt betragen. Nach 20.00 Uhr sowie an Sonntagen und im ganzen Bundesgebiet anerkannten Feiertagen dürfen Werbesendungen gar nicht ausgestrahlt werden. Private Unternehmen Die staatlichen Einflussmöglichkeiten auf die Programminhalte und -gestaltung der privaten Medienunternehmen, die keinerlei Rundfunkgebühren erhalten und sich daher durch Werbeeinnahmen finanzieren, ist dagegen wesentlich enger begrenzt. Der Rundfunkstaatsvertrag gibt ihnen zwar einen gewissen gesetzlichen Rahmen vor, an den sie sich halten müssen, doch definiert er nicht ihre Aufgaben. Die Interessen von Publikum und Werbekunden müssen letztlich im Mittelpunkt der privaten Medienunternehmen stehen, denn nur so ist letztlich ein Gewinn zu erzielen und damit das wirtschaftliche Überleben des Medienunternehmens zu gewährleisten. Dennoch unterliegt die Werbung gewissen Beschränkungen, so muss Werbung klar als solche gekennzeichnet sein, und bestimmte Zeitrahmen dürfen nicht überschritten werden. Diese sind aber nicht so ausgeprägt wie bei den öffentlich-rechtlichen Sendern. Journalistische Sorgfaltspflicht In den Pressegesetzen sind allerdings auch Bestimmungen enthalten, an die sich die Journalisten bei ihrer Arbeit halten müssen. Als wichtigster Grundsatz gilt dabei die journalistische Sorgfaltspflicht. Das heißt, dass die Journalisten den Inhalt, die Herkunft und den Wahrheitsgehalt von Nachrichten gewissenhaft überprüfen müssen, bevor sie diese veröffentlichen. Zudem dürfen sie Nachrichten nicht sinnentstellend wiedergeben. Gerüchte, Spekulationen und nicht bestätigte Meldungen müssen sie entsprechend kennzeichnen und Kommentare, also eigene Meinungsäußerungen, von der Nachrichten-Berichterstattung deutlich erkennbar trennen. Wenn Journalisten gegen diese Sorgfaltspflicht verstoßen und nachweislich falsche Informationen verbreiten, drohen ihnen entsprechende zivilrechtliche Konsequenzen. Der Pressekodex Im Printbereich ist der so genannte Pressekodex (eigentlich: Publizistische Grundsätze) von besonderer Bedeutung. Darunter versteht man die journalistisch-ethischen Grundregeln, die der Deutsche Presserat, eine Organisation der großen deutschen Verleger- und Journalistenverbände, 1973 vorgelegt hat. Der Presserat fasst den Inhalt auf seiner Internetseite folgendermaßen zusammen: Nicht alles, was von Rechts wegen zulässig wäre, ist auch ethisch vertretbar. Deshalb hat der Presserat die Publizistischen Grundsätze, den sogenannten Pressekodex, aufgestellt. Darin finden sich Regeln für die tägliche Arbeit der Journalisten, die die Wahrung der journalistischen Berufsethik sicherstellen, so zum Beispiel: Achtung vor der Wahrheit und Wahrung der Menschenwürde Gründliche und faire Recherche Klare Trennung von redaktionellem Text und Anzeigen Achtung von Privatleben und Intimsphäre Vermeidung unangemessen sensationeller Darstellung von Gewalt und Brutalität Verleger und Journalisten haben diesen Grundsätzen durch ihre Verbände zugestimmt und sich damit freiwillig selbst verpflichtet, diese bei ihrer Arbeit zu beachten. Seit 1973 hat man den Pressekodex mehrfach ergänzt. Konkretisiert wird er durch die "Richtlinien für die publizistische Arbeit nach den Empfehlungen des Deutschen Presserates". Einschränkung der Pressefreiheit Für Journalisten, die für elektronische Medien arbeiten, gelten im Prinzip die gleichen Sorgfaltspflichten. Der "Staatsvertrag über Mediendienste" definiert in § 11, dass TV-, Rundfunk- und Onlineangebote "soweit sie der Berichterstattung dienen und Informationsangebote enthalten, den anerkannten journalistischen Grundsätzen zu entsprechen" haben. Nachrichten über das aktuelle Tagesgeschehen müssen vor ihrer Verbreitung mit der "nach den Umständen gebotenen Sorgfalt auf Inhalt, Herkunft und Wahrheit" überprüft werden. Sobald strafrechtliche Grenzen überschritten werden, endet natürlich die Pressefreiheit. Der Artikel 5, Absatz 2 des Grundgesetzes legt fest, dass die Meinungs-, Informations- und Pressefreiheit "ihre Schranken in den Vorschriften der allgemeinen Gesetze, den gesetzlichen Bestimmungen zum Schutze der Jugend und in dem Recht der persönlichen Ehre" finden. "Agenda Setting" und "Gatekeeping" Medien, beziehungsweise die für sie arbeitenden Journalisten, informieren mit ihren Beiträgen die breite Öffentlichkeit über alle Sachverhalte oder Vorgänge, die von allgemeiner, politischer, wirtschaftlicher oder kultureller Bedeutung sind. Diese Arbeit ist deswegen für die Gesellschaft besonders wichtig, weil die Journalisten darin auch über (politische) Missstände berichten und die dafür Verantwortlichen benennen. So können sie Themen und Vorgänge auf die gesellschaftliche Tagesordnung setzen und dafür sorgen, dass man darüber diskutiert. Dies nennt man in der Kommunikationswissenschaft "Agenda-Setting". Der Journalist hat es dabei letztlich in der Hand, welche Themen er auswählt und veröffentlicht. Die Kommunikationswissenschaft bezeichnet den (meist personellen) Einflussfaktor, der darüber entscheiden kann, welche Nachricht in den Medien erscheint, als "Schleusenwärter" (Gatekeeper). Medien als wichtiges Element der politischen Meinungsbildung Man kann durchaus sagen, dass die freie Presse damit den drei Staatsgewalten (Legislative, Exekutive, Judikative) zur Seite steht und deren Arbeit kritisch begleitet. Diese Stellung hat das Bundesverfassungsgericht in einem Urteil vom 25. April 1972 bekräftigt: "Die freie geistige Auseinandersetzung [ist] ein Lebenselement der freiheitlichen demokratischen Ordnung in der Bundesrepublik und für diese Ordnung schlechthin konstituierend. Sie beruht entscheidend auf der Meinungs-, Presse- und Informationsfreiheit, die als gleichwertige Garanten selbständig nebeneinander stehen." Die Medien sind also ein wichtiger Bestandteil der politischen Meinungs- und Willensbildung. Um diese Kontrollfunktion von staatlicher Beeinflussung ungehindert ausüben zu können, haben die für die Medien arbeitenden Journalisten beispielsweise besondere Recherchebefugnisse. Diese regeln die Pressegesetze der verschiedenen deutschen Bundesländer unter Begriffen wie "Auskunftsrecht" oder "Informationsrecht". Darunter ist zu verstehen, dass staatliche Behörden verpflichtet sind, den Journalisten "die der Erfüllung ihrer öffentlichen Aufgabe dienenden Auskünfte zu erteilen", wie es beispielsweise im § 4 des nordrhein-westfälischen Pressegesetzes formuliert ist. Missbrauchen die Medien ihre Macht? Der Vorwurf des Machtmissbrauchs ist allerdings schnell zur Hand. Seitdem die Bürgerinnen und Bürger ihre Wahlentscheidungen immer kurzfristiger treffen und die Demografie ihren Status als quasi-prophetische Instanz verloren hat, wird die politische Berichterstattung in den Medien immer kritischer ins Visier genommen. Die Bundestagswahl 2005 markierte einen Höhepunkt dieser Auseinandersetzung: Noch am Wahlabend griff Gerhard Schröder die Medien vehement an, indem er ihnen Kampagnenbildung und Missbrauch der Pressefreiheit unterstellte. Er machte sie damit verantwortlich für die temporäre politische Instabilität in Deutschland und warf ihnen Kompetenzüberschreitung vor, denn durch ihre tendenziöse Berichterstattung habe ein illegitimer Eingriff in die Sphäre des Politischen stattgefunden. Ganz gleich, wie man solche Anwürfe schlussendlich bewertet: Diese und ähnliche Reaktionen bestätigen nicht nur die exponierte Stellung, die Medien mittlerweile im politischen Feld eingenommen haben, sondern zeigen auch, wie eng verflochten beide Bereiche mittlerweile sind. Bürgernahe Politikvermittlung Allerdings nutzt auch die Politik die Medien, um ihre Themen auf die gesellschaftliche Tagesordnung zu setzen. Bezeichnend in diesem Zusammenhang ist die Aussage des Altkanzlers Gerhard Schröder, zum Regieren benötige er nur "BILD, BamS und Glotze". In TV-Talkshows wie "Sabine Christiansen" oder "Berlin Mitte" können sich Politiker einem breiten Fernsehpublikum präsentieren und ihre politischen Ziele direkt an die Zuschauer vermitteln. Die Parteien beschäftigen zudem Werbeagenturen, Medienberater und PR-Leute, die Politiker auf öffentliche Auftritte vorbereiten und eng mit den Medien zusammenarbeiten. Ziel ist eine positive Darstellung der politischen Arbeit und der Person des Politikers. Auch das Internet wird immer wichtiger, nicht nur in Wahlkampfzeiten. Fast jeder Spitzenpolitiker hat mittlerweile seine persönliche Homepage, die Parteien veröffentlichen auf ihren Webseiten umfangreiche Informationen nicht nur zu ihrem Programm, und öffentliche Stellen bieten verstärkt so genannte eGovernment-Angebote an. Bloggende Politiker Dabei nutzt die Politik auch neue Formen, beispielsweise das so genannte Podcasting. "Man kann Podcasts als Radio- oder Fernsehsendungen auffassen, die nicht mehr zu einer bestimmten Zeit konsumiert werden müssen", beschreibt Wikipedia dieses relativ neue Internetformat. Selbst Bundeskanzlerin Angela Merkel hat seit Juni 2006 verschiedene Podcast-Sendungen produzieren lassen, um sich in den kurzen Videostatements zu verschiedenen politischen Themen, beispielsweise zum Libanon-Einsatz der Bundeswehr oder dem Haushalt 2007, direkt an die Internet-Zuschauer zu wenden. Auch die so genannten Weblogs haben mittlerweile Einzug in die Politik erhalten. Ein Weblog (auch Blog genannt) ist, so definiert Wikipedia, "eine Webseite, die periodisch neue Einträge enthält". Man kann es also durchaus als elektronisches Tagebuch bezeichnen, in denen der Betreiber sich frei äußern kann. Der nordrhein-westfälische SPD-Landesverband startete im Juni 2004 ein eigenes Weblog und war damit einer der ersten Akteure aus dem politischen Bereich, der dieses Kommunikationsformat nutzte. Im NRWSPD-Weblog kommentieren verschiedene Autoren aktuelle Ereignisse, die nicht immer unbedingt etwas mit der nordrhein-westfälischen Landespolitik zu tun haben müssen. Droht eine Instrumentalisierung der Medien? Ein Hauptkritikpunkt ist in diesem Zusammenhang, dass sich die Politik zu gut auf der medialen Klaviatur, besonders der des Fernsehens, eingespielt hat. Die Folge sind Boulevardisierung und Oberflächlichkeit. Die Vermittlung komplizierter politischer Zusammenhänge wird zugunsten des Spektakels aufgegeben. Damit geht ein Transparenzverlust einher, der paradox anmutet: Alles ist sichtbar, alles ist öffentlich. Aber was gesagt wird, bleibt seltsam unkonkret. Die Dramaturgie von Talkshow-Auftritten wird von PR-Profis entwickelt, und die Moderatorinnen und Moderatoren fungieren oft nur als Stichwortgeber, anstatt kritisch nachzuhaken. So wird die Talkshow zu einer Präsentationsfläche, auf der sich Spitzenpolitiker publikumswirksam darstellen können. Die Politik, so der Vorwurf, beteiligt sich hier an einem Spiel um Quoten und Sympathie, bei dem die Information der Bürgerinnen und Bürger aus dem Blickfeld verschwindet. Mehr Transparenz und Interaktion? Eine Besonderheit des neuen Mediums Internet zeigt sich darin, dass hier neben der für die Massenmedien kennzeichnenden "One-to-many"-Kommunikation, also ein Sender wendet sich an viele Empfänger, auch andere, individuellere Formen möglich sind. Beispielsweise verfügen viele Politiker über eMail-Adressen, an die man schreiben kann. Auch andere Kommunikationsformen, bei denen man Sender und zugleich Empfänger sein kann, die so genannte "Many-to-many"-Kommunikation, ist möglich: beispielsweise kann man sich in Online-Foren oder Newsgroups mit anderen Internetnutzern austauschen und über viele, auch politische, Inhalte diskutieren. Jeder kann dort seine "Botschaft" niederschreiben, andere Benutzer reagieren darauf und bringen dann auch ihre Meinung ein. Das Internet als Schnittstelle zwischen Bürgern und der Politik Von seinen Möglichkeiten her ist das Internet also ein demokratisches Medium par excellence. Noch nie war es so einfach, sich zu vernetzen. Bürgerinnen und Bürger haben die Möglichkeit, direkt und für alle sichtbar ihre Interessen im Zusammenschluss zu artikulieren. Auch für die Politikvermittlung wird das Internet ein immer wichtigerer Schauplatz. Hier kann Bürgernähe nicht bloß simuliert, sondern wirklich praktiziert werden. Die Chancen einer politischen Kommunikation, die die Menschen nicht mit kompliziertem Expertenwissen überfordert, aber dennoch Substanz hat, stehen gut. Zwar kann und soll das Internet die übrigen Medien nicht als Träger politischer Information kassieren, eine Alternative zu ihnen könnte es aber dennoch darstellen.

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