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Tierversuche

Unterrichtseinheit

1,2 Millionen Menschen in der EU haben eine Petition für ein vollständiges Verbot von Tierversuchen unterzeichnet. Ihre Argumente lauten, dass diese sowohl unethisch als auch nicht notwendig seien. Die Lernenden sollen in dieser Sequenz anhand wissenschaftlicher Beweise entscheiden, ob Tierversuche für die Entwicklung neuer Asthma-Medikamente notwendig sind. Die Schülerinnen und Schüler erörtern, wie Asthma das Gasaustauschsystem beeinflusst. Dies dient als Vorbereitung der Untersuchung wissenschaftlicher Beweise, bei der die Lernenden entscheiden sollen, ob Tierversuche für die Entwicklung neuer Asthma-Medikamente notwendig sind. Die Schülerinnen und Schüler lernen außerdem, wie sie ethisches Denken anwenden können, um schwierige Entscheidungen zu treffen und analysieren verschiedene ethische Standpunkte. Die Unterrichtseinheit besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Lektionen. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Anerkennung der Macht und Einschränkungen von Wissenschaft und Betrachtung jeglicher ethischer Sachverhalte, die auftreten könnten. Entscheidungen auf Grundlage der Evaluation der Beweise und Argumente treffen. Biologie Gesundheit, Krankheit und die Entwicklung von Medikamenten: den Zusammenhang zwischen Gesundheit und Krankheit beschreiben. Beschreibung des Prozesses der Entdeckung und Entwicklung potenzieller neuer Medikamente, einschließlich präklinischer und klinischer Testverfahren. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Tierversuche" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Tierversuche" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler befassen sich mit dem Thema Atmung und zeigen auf, welche Auswirkungen Asthma auf die Struktur des Gasaustauschsystems hat. beziehen ethische Ansichten in ihre Überlegungen ein und lernen drei verschiedene ethische Denkweisen kennen: Nützlichkeitsprinzip, Rechte und Pflichten, Werte. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Engagement Zeigen Sie die Bilder auf Folie 2 der PowerPoint-Präsentation für Lektion 1. Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, paarweise darüber zu diskutieren, um was für ein Problem es sich handeln könnte. Decken Sie die Antwort auf, geben Sie den Lernenden weitere Informationen (Folie 3-5) und zeigen Sie ihnen anschließend die Entscheidung, die sie in dieser Aufgabe treffen müssen (Folie 6). Bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler per Hand abzustimmen, wer die Petition für ein Verbot von Tierversuchen unterschreiben würde. Anmerkung: In einer Mittelstufenklasse können Sie nun eventuell länger über den Prozess der Arzneimittelprüfung diskutieren. Die Ziele dieser Lektion werden präsentiert (Folie 7). Anschließend zeigen Sie eine Aufstellung, wie die Lernenden in Lektion 1 wissenschaftliche Beweise anwenden und wie ihnen eine ethische Denkweise in Lektion 2 bei der Entscheidungsfindung helfen kann (Folie 8). Überprüfen Beginnen Sie die Einführung mit einer Erläuterung des hohen Entwicklungsbedarfs an Asthma-Medikamenten (Folie 9). Die Lernenden erarbeiten individuell mithilfe ihrer Kenntnisse über das Gasaustauschsystem, welche Auswirkungen Asthma darauf hat und welche Wirkung Asthma-Medikamente erzielen (SI1). Diese Aufgabe soll ihr Hintergrundwissen aktivieren, sodass sie in der Lage sind es abzurufen, wenn sie im nächsten Teil der Lektion Beweise betrachten. Überlegungen Die nächste Aufgabe wird vorgestellt (10). Die Schülerinnen und Schüler sollen in kleinen Gruppen arbeiten. Stellen Sie jeder Gruppe Beweiskarten (SI2) und eine DIN A3-Kopie der Leiste (SI3) zur Verfügung. Die Lernenden lesen jede Beweiskarte und diskutieren anschließend in der Gruppe, welche Informationen ihnen die Karten darüber geben, wie notwendig Tierversuche für die Entwicklung von Medikamenten sind. Die Schülerinnen und Schüler entscheiden, wo die einzelnen Karten auf der Leiste platziert werden. Anschließend diskutieren sie über die Notwendigkeit von Tierversuchen. Bitten Sie die Gruppen um Feedback und um einen Vergleich ihrer Überlegungen. Für jede präsentierte Meinung sollen die Gruppen Beweise verwenden und diese begründen. Engagement Betrachten Sie Folie 2 der PowerPoint-Präsentation für Lektion 2. Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler um eine Handabstimmung und fragen Sie, ob jemand seine Meinung zur Petition für ein Verbot von Tierversuchen nach Betrachtung der wissenschaftlichen Beweislage geändert hat. Zeigen Sie den Lernenden, wie sie durch die Lektionen 1 und 2 bei der Entscheidungsfindung unterstützt werden (Folie 3). Zeigen Sie ihnen zudem die Ziele dieser Lektion auf (Folie 4). Spielen Den Schülerinnen und Schülern wird eine neue Reality Show vorgestellt, an der sie selbst teilnehmen (Folie 5). In der Show sowie im echten Leben werden sie schwierige Entscheidungen treffen müssen, jedoch können sie drei verschiedene Denkweisen bei der Entscheidungsfindung in Betracht ziehen (Folie 6). Die Lernenden sollen paarweise arbeiten. Jedes Paar benötigt dabei die Informationen über die drei Arten ethischen Denkens (SI1). Ordnen Sie jedem Paar eine bestimmte Denkweise zu und zeigen Sie die Folien 7-12, auf denen die Entscheidungen dargestellt werden. Die Paare müssen nun ihre Entscheidung in Bezug auf die ihnen zugeteilte Denkweise treffen. Die Folgen jeder Entscheidung werden aufgezeigt. Vergleichen Sie die Entscheidungen, die aufgrund unterschiedlicher Prinzipien getroffen wurden. Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler, ob sie mit ihrer Wahl zufrieden sind. Diskutieren Sie in der Klasse, ob das Treffen einer Entscheidung für gewöhnlich nicht nur die Anwendung eines einzigen Prinzips darstellt. Entscheiden Stellen Sie die nächste Aufgabe (Folie 13) vor, die die Lernenden um Paar- oder Gruppenarbeit bearbeiten sollen. Die Schülerinnen und Schüler lesen sich die Standpunkte über Tierversuche (SI2) durch und entscheiden, ob diese für oder gegen ein Verbot von Tierversuchen sprechen und welche ethische Denkweise dargestellt wird. Sie dokumentieren diese Information (SI3). Diese Standpunkte können nun als Basis für eine von der Lehrkraft geleitete Diskussion oder für ein spezielles Format wie den Fishbowl verwendet werden. Möchten Sie lieber eine Klassendiskussion durchführen ist es empfehlenswert, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Standpunkte präsentieren und begründen, indem sie nach folgender Struktur vorgehen: Sprich deine Meinung aus. Präsentiere deine Beweise (Wissenschaft, Ethik.). Erkläre deinen Gedankengang (wie unterstützen die Beweise deine Meinung?). Die Schülerinnen und Schüler betrachten nun die wissenschaftlichen Beweise aus Lektion 1 im Zusammenhang mit ethischem Denken, um eine persönliche Entscheidung darüber zu treffen, ob Tierversuche verboten werden sollten (Folie 14). Sie sollen ihre Entscheidungen mit Begründungen aufschreiben. Eventuell möchten Sie den Lernenden als Unterstützung Satzanfänge vorgeben. Beenden Sie die Aufgabe mit einer Handabstimmung - hat jemand seine Meinung geändert? Falls ja, was hat sie/ihn zum Umdenken veranlasst? Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler, ob diese Entscheidung auf jede Tierart zutrifft (Folie 15). Sie können in Gruppen in der Klasse diskutieren, indem sie die drei Arten ethischen Denkens anwenden, um zu einer Entscheidung zu gelangen. Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Religion / Ethik
  • Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

Einführung in das Schulrecht: Urheberrecht für Schulen

Fachartikel
5,99 €

In diesem Fachartikel geht es um das Thema "Urheberrecht für Schulen". Dr. Florian Schröder, Jurist und Experte für Schulrechtsfragen, erläutert die verschiedenen Besonderheiten des Urheberrechts und behandelt dabei verschiedene Geltungsbereiche. In diesem Zusammenhang geht er auf die Vervielfältigung urheberrechtlich geschützter Werke, Audio- und Videowiedergabe, Musik-Noten/Partituren sowie Musik-, Theater- und Musical-Aufführungen ein. Außerdem werden die Open Educational Resources (OER) aufgegriffen. Der vorliegende Beitrag ist Teil einer systematischen Einführung in das Schulrecht und in schulrelevante weitere Rechtsgebiete. Bereits erschienen sind Verfassungs- und grundrechtliches Fundament von Schule Einführung in das allgemeine Verwaltungsrecht für Schule Rechte und Pflichten der Schulleitung Rechte und Pflichten der Lehrkräfte Einführung in das Schulrecht: der rechtliche Rahmen der Konferenzarbeit Schulische Sanktionen gegenüber Schülerinnen und Schülern: Erziehungs- und Ordnungsmaßnahmen Einführung in das Schulrecht: Aufsicht und Haftung Das Urheberrecht ist durch Bundes- und Europarecht geprägt, deswegen bedarf es in diesem Teil der Serie ausnahmsweise keiner landesrechtlichen Differenzierungen. Urheberrecht Grundlage des Urheberrechts, das literarische, musikalische und sonstige künstlerische und wissenschaftliche Werke schützt, ist im Wesentlichen das Gesetz über Urheberrecht und verwandte Schutzrechte (UrhG). Es enthält in den zuletzt zum 1. März 2018 novellierten §§ 60a, 60b, 60h und 62 Provilegien für die Nutzung urheberrechtlich geschützter Werke im Schulunterricht, sowohl durch die Lehrkräfte als auch die Schülerinnen und Schüler. Unterricht meint hier wirklich Unterricht, inklusive der Vor- und Nachbereitung und der Prüfungen. Sonstige schulische Aktivitäten (Arbeitsgemeinschaften, Projektwochen, Schulkonzerte) sind von den privilegierenden Regelungen grundsätzlich nicht erfasst, sodass in diesem Kontext zum Erwerb einer ausreichenden Zahl von Werken (Partituren, Textausgaben des Theaterstücks) zu raten ist. Neben dem UrhG ergeben sich die Regelungen auch aus Verträgen, die die Bundesländer und kommunalen Spitzenverbände mit verschiedenen Organisationen (Verwertungsgesellschaften oder Verlagen) geschlossen haben und in denen Pauschalvergütungen für die schulische Nutzung geregelt werden. Vervielfältigung urheberrechtlich geschützter Werke Lehrkräfte dürfen 15 %, höchstens 20 Seiten (beziehungsweise Werke von bis zu 25 Seiten Gesamtumfang komplett) eines Druckwerks pro Schuljahr und Lerngruppe für den eigenen Unterricht, dessen Vor- und Nachbereitung und die Prüfungen fotokopieren, einscannen und elektronisch den Schülerinnen und Schülern zur Verfügung stellen. Es muss die Quelle angeben werden (§ 63 UrhG), also insbesondere Autorin oder Autor, Titel, gegebenenfalls Verlag, Jahr und Seite/Fundstelle. Soll mehr als die genannte Höchstmenge verwendet werden, so muss entweder die entsprechende Zahl an Werken für beziehungsweise durch die Schülerinnen und Schüler gekauft werden oder es muss mit dem Verlag oder der Urheberin beziehungsweise dem Urheber eine Vergütungsvereinbarung getroffen werden. Die Scan-Dateien dürfen auf verschiedenen Endgeräten der Lehrkraft gespeichert werden, ein Zugriff dritter Personen auf die Dateien der Scans muss aber ausgeschlossen sein, zum Beispiel durch Verschlüsselung oder Passwortschutz. Audio- und Videowiedergabe Die Vorführung von Spielfilmen, die auf handelsüblichen DVDs oder Blue Rays erworben wurden, in der Lerngruppe erfüllt noch nicht den Tatbestand der öffentlichen Wiedergabe aus § 15 Abs. 2 Satz 1 UrhG. Denn gemäß § 15 Abs. 3 UrhG ist eine Vorführung dann nicht öffentlich, wenn die Zuschauerinnen und Zuschauer durch eine persönliche Beziehung miteinander verbunden sind. Für Lerngruppen (Schulklassen oder Kurse) wird dies überwiegend bejaht (zum Beispiel Landgericht München I, Beschluss vom 30. März 2004, Aktenzeichen 21 O 4799/04). Anders ist dies bei größeren Schulveranstaltungen (Schulfest, Präsentationen der Projektwoche oder ähnlichen). Hierbei geht der potentielle Rezipientenkreis so weit, dass die lizenzrechtliche Beschränkung auf private Nutzung überschritten würde. Im Zweifel sollte daher auf das Angebot der kommunalen beziehungsweise Landes-Medienzentren zurückgegriffen werden. Die dort zur Verfügung stehenden Datenträger sind mit den notwendigen Lizenzen versehen, um sie vor größeren Gruppen nutzen zu dürfen. Musik-Noten/Partituren Aus einem Notensatz dürfen maximal sechs Seiten für den Unterricht vervielfältig werden. Im Übrigen gilt gemäß eines zwischen den Kommunalen Spitzenverbänden/Bundesländern und den Verwertungsgesellschaften (zum Beispiel GEMA) geschlossenen Vertrages, dass Noten im Umfang (nur) eines kompletten Satzes pro Klasse vervielfältig und genutzt werden dürfen. Musik-Aufführungen Auch Musik-Aufführungen, sei es in Form der Live-Aufführung zum Beispiel durch das Schulorchester oder eine Band, sei es durch Wiedergabe von Tonträgern oder gestreamter Musik während eines Schulfestes, können in Schulen urheberrechtlich relevant, also lizenzpflichtig, sein. Aufgrund des im Dezember 1987 geschlossenen und bis heute gültigen Gesamt- beziehungsweise Pauschalvertrags, den die GEMA als zentrale Verwertungsgesellschaft für Musikstücke mit den kommunalen Spitzenverbänden beziehungsweise Bundesländern abgeschlossen hat, gilt dabei Folgendes: Der Schulträger entrichtet eine pauschale Vergütung für das Wiedergaberecht für diejenigen Fälle, die nicht ohnehin gemäß § 52 Abs. 1 Satz 3 UrhG oder §§ 60a Abs. 1 Nr. 3, 60h Abs. 2 Nr. 1 UrhG vergütungsfrei sind. Die Höhe beläuft sich pro Schülerin beziehungsweise Schüler auf derzeit 0,1023 Euro zuzüglich Mehrwertsteuer jährlich. Nicht erfasst sind Veranstaltungen, für die ein Eintrittsgeld von mehr als 2,60 Euro erhoben wird und Veranstaltungen, bei denen die Schule Geld von kommerziellen Bewirtungsbetrieben erhält. Für diese Veranstaltungen ist in jedem Einzelfall vorab eine Anmeldung bei der GEMA vonnöten. Zwingend erforderlich ist es bei Live-Veranstaltungen, eine Liste der gespielten Werke (sogenannte Programm- oder Musikfolge) zu übermitteln (§ 42 Abs. 2 VGG). Durch diese Programmfolge ist es der GEMA möglich, die Urheberinnen und Urheber der Werke später auch im Rahmen der Tantiemen-Ausschüttung zu berücksichtigen. Theater- und Musical-Aufführungen Bei der sogenannten "bühnenmäßigen Darstellung" von Stücken ist unbeschadet der diversen urheberrechtlichen Privilegien für Schulen stets die Zustimmung der Urheberin oder des Urhebers einzuholen (§ 52 Abs. 3 UrhG). Open Educational Resources (OER) Als "Open Educational Resources" werden Werke bezeichnet, die für unterrichtliche Zwecke frei lizenziert sind. Eine Lizenz ist eine Form von Allgemeinen Geschäftsbedingungen, also Verträgen, mit denen eine Urheberin beziehungsweise ein Urheber oder zum Beispiel ein Verlag festlegt, in welchem Umfang das Werk von wem genutzt werden darf. Am bekanntesten und am weitesten verbreitet sind die Creative Commons-Lizenzen, die die Organisation Creative Commons entwickelt hat. Sind Lehr-/Lernmaterialien mit einer Creative Commons-Lizenz versehen, so ist die Nutzung so weit kostenfrei zulässig, wie die jeweilige Lizenz es vorsieht. Die verschiedenen Creative Commons-Lizenzen erlauben dabei Folgendes, sofern Werktitel, Urheberin oder Urheber und die jeweilige Lizenz inklusive Verlinkung zum Inhalt der Lizenz benannt werden: Lizenz "CC-BY": Mit dem Werk darf alles gemacht werden. Lizenz "CC-BY-SA": Mit dem Werk darf alles gemacht werden, solange die Ergebnisse etwaiger Verwendung/Bearbeitung die gleiche Lizenzierung erhalten. Lizenz "CC-BY-ND": Das Werk darf genutzt, nicht aber verändert werden. Lizenz "CC-BY-NC": Mit dem Werk darf alles gemacht werden, was nicht gewinnorientiert ist. Lizenz "CC-BY-NC-SA": Mit dem Werk darf alles nicht Gewinnorientierte gemacht werden, solange die Ergebnisse etwaiger Verwendung/Bearbeitung die gleiche Lizenzierung erhalten. Lizenz "CC-BY-NC-ND": Das Werk darf nicht-gewinnorientiert genutzt, nicht aber verändert werden. Lizenz bzw. Freigabeerklärung "CC0" (auch "CC Zero"): Mit dem Werk darf alles gemacht werden und Angaben zur Urheberschaft sind nicht notwendig. Ein gut gepflegtes Verzeichnis von frei nutzbaren Materialien kann zum Beispiel über die Homepage der Informationsstelle OERInfo , einer Einrichtung des Leibniz-Instituts für Bildungsforschung und Bildungsinformation, genutzt werden. Weiterführende Literatur Schröder, Florian (2019). Handbuch Schulrecht Niedersachsen. Köln: Carl Link Verlag.

  • Fächerübergreifend

Fracking oder nicht?

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit entscheiden die Schülerinnen und Schüler, ob sie die Idee des Fracking unterstützen oder nicht. Sie greifen auf ihr Wissen über die Eigenschaften von Steinen zurück, um zu entscheiden, ob die durch das Fracking entstehenden Substanzen in das Wasser gelangen können und um zu lernen, wie man seine Meinung rechtfertigt.Die Gewinnung von Gas aus Schiefergestein – Hydraulic Fracturing, oder Fracking – ist in den USA weit verbreitet. Während einige Länder in Europa Fracking wegen Bedenken, dass die in diesem Prozess verwendeten Substanzen das Wasser verschmutzen könnten, verboten haben, möchten andere weiterhin auf die Schiefergasreserven zurückgreifen, um neue – und günstige – Gasquellen zu haben. Erweitertes Material "Fracking oder nicht?" ist die Bündelung zweier Unterrichtseinheiten. Die erweiterten Materialien sind ausführlicher als die üblichen ENGAGE-Materialien, denn zusätzlich zur Anwendung wissenschaftlicher Inhalte lehren sie explizit Anwendungsverfahren. Jede Einheit hat eine eigene Zielsetzung: Einheit 1 : Die Wissenschaft hinter der Thematik verstehen und die Schülerinnen und Schüler dazu bringen, ihr Wissen anzuwenden. Es ist anzunehmen, dass dies bereits in einer früheren Einheit eingeführt wurde. Einheit 2 : Die Argumente prüfen, indem man lernt, eine Methode zu gebrauchen, so wie das Beurteilen von Risiken, das Untersuchen von Konsequenzen oder – wie in diesem Fall – das Rechtfertigen von Meinungen. Verbindung zum Lehrplan Wissenschaftlich arbeiten : Die Entwicklung von wissenschaftlichem Denken: die alltäglichen und technologischen Anwendungen von Wissenschaft erklären; die zugehörigen personellen, sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen bewerten; Entscheidungen basierend auf der Bewertung von Belegen und Argumenten treffen. Chemie : Die Wasserressourcen der Erde und die Erhaltung von Trinkwasser: Beschreiben Sie die Methoden, um Trinkwasserreserven durch Trennungstechniken zu erhöhen, zum Beispiel durch die Behandlung von Abfällen, Boden und Salzwasser. ENGAGE-Materialien Die PowerPoint-Präsentation enthält sowohl die Präsentation für Lehrkräfte als auch die Schüler-Informationsblätter. ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben; außerdem werden ihre Inhalte durch CC-Lizenzverträge geregelt. Sie stehen frei zur Verfügung und dürfen in geänderter Form weiterveröffentlicht werden. Besuchen Sie die ENGAGE Website auf www.engagingscience.eu; dort finden Sie weitere Aufgaben zum Thema der wissenschaftlichen Praxis. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Fracking oder nicht?" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Fracking oder nicht?" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. In dieser Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler eine Stellungnahme zu geben und Beweise aufzuzeigen, die ihre Meinung unterstützen und ihre Argumentation erklären. zu erklären, warum ein Stein eine bestimmte Eigenschaft hat, je nachdem, wie er gebildet wurde. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE-Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Engagieren Zeigen Sie (2) und (3), um mögliche Risiken des Frackings aufzuzeigen, und (4), um einige Vorteile des Prozesses darzustellen. Betonen Sie, dass die Aussagen auf den Folien Meinungen sind. Dann zeigen Sie (5), um zu erklären, wie natürliches Gas durch Fracking von Schiefergestein extrahiert wird. Folie (6) zeigt das Hauptproblem. Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler nach ihren unmittelbaren Gedanken zu dem Problem und erfragen Sie per Handzeichen, wer für und wer gegen ein Fracking-Verbot ist. An diesem Punkt können Sie ein Video über Fracking zeigen (siehe Weblinks). Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler, welche Meinungen in dem Video zum Ausdruck gebracht werden, und bitten Sie sie herauszuarbeiten, welchen Standpunkt die Organisation einnimmt, die das Video produziert hat. Folie (7) zeigt, wie die Schülerinnen und Schüler die wissenschaftlichen Belege aus Einheit 1 nutzen, um sie in Einheit 2 für die Festigung des eigenen Standpunkts zu verwenden. Die Ziele folgen auf Folie (8). Überprüfen Sagen Sie den Schülerinnen und Schülern, dass sie das kürzlich Gelernte nun wiederholen werden, um mit (9) die folgende Frage zu beantworten: " Können die Substanzen der Fracking-Flüssigkeit ins Wasser gelangen?" In Zweiergruppen bearbeiten die Schülerinnen und Schüler anschließend praktische sowie Diskussionsaufgaben in SS1 bis 3. Nachdem sie diese Aufgaben beendet haben, beantworten die Schülerinnen und Schüler in Einzelarbeit die Fragen A, B und C auf SS5, um ihre bisherigen Erkenntnisse zusammenzufassen. Eine mögliche Antwort auf Frage C ist, dass die Substanzen der Fracking-Flüssigkeit unter bestimmten Umständen in das Wasser gelangen können. Aber ob das passiert oder nicht, hängt von den Gesteinen im Bohrgebiet, Höhe und Ort der Wasservorräte und Bohrlöcher sowie von anderen Faktoren, die mit dem Bohrprozess verbunden sind, ab. Überlegen Bereiten Sie die letzte Aufgabe vor (10), in welcher die Schülerinnen und Schüler in Zweiergruppen die Fakten über die Fracking-Flüssigkeit (SS4) dazu nutzen, um zu überlegen, ob die Substanzen aus der Fracking-Flüssigkeit Menschen schaden können. Die Schülerinnen und Schüler schreiben ihre Entscheidung einzeln als Antwort auf Frage D auf SS5 auf. Eine mögliche Antwort ist, dass manche Substanzen in der Fracking-Flüssigkeit Menschen schaden können, was jedoch von der Konzentration dieser Substanzen im Wasser abhängt. An diesem Punkt könnten Sie die Schülerinnen und Schüler bitten, ihre Antworten in kleinen Gruppen zu besprechen, um herauszustellen, dass es auf diese Frage keine klare Antwort gibt. Engagieren Wiederholen Sie das Dilemma (2). Erinnern Sie die Schülerinnen und Schüler an die Argumente aus Einheit 1 und deuten Sie an, dass die Fracking-Flüssigkeit unter bestimmten Umständen möglicherweise ins Wasser gelangen und dem Menschen schaden kann. An diesem Punkt könnten Sie ein weiteres Video über Fracking zeigen, idealerweise eines, das andere Standpunkte zeigt als das, welches Sie in Einheit 1 gezeigt haben (siehe Weblinks). Decken Sie anschließend Folie (3) auf, um klarzustellen, dass verschiedene Menschen verschiedene Meinungen über Fracking haben. Mit Folie (4) zeigen Sie, dass die Rechtfertigung der eigenen Meinung eine wichtige Rolle einnimmt. Enthüllen Sie die Ziele dieser Einheit (5) und zeigen Sie auf, dass mit diesen Argumenten und den neuen Fertigkeiten die eigene Meinung über das Fracking bekundet werden soll. Spielen Nun spielen die Schülerinnen und Schüler in Dreiergruppen ein Spiel, um zu lernen, wie man eine Meinung rechtfertigt (6). In ihren Gruppen bereiten die Schülerinnen und Schüler das Spiel vor, indem sie Meinungskarten an einige Spielerinnen und Spieler austeilen (SS1b) und die Beweiskarten mit Bild nach unten auf einen Stapel legen (SS2a – c). Dann folgen sie den Anweisungen auf SS1a, um das Spiel durchzuführen. Es gibt in diesem Spiel keine richtigen Antworten. Ziel ist es, den Schülerinnen und Schülern beizubringen, wie man Beweise nutzt, um Meinungen zu rechtfertigen. Mit Folie (7) zeigen Sie die durch das Spiel neu erlernten Fähigkeiten. Entscheiden Bereiten Sie die nächste Aufgabe vor (8). Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, in Einzel- oder Partnerarbeit die Beweiskarten über Fracking (SS4) zu lesen und zu entscheiden, ob es ein Fracking-Verbot geben sollte oder nicht. Die Schülerinnen und Schüler planen anschließend ein einminütiges Gespräch, um ihre Meinung zu rechtfertigen. Dabei folgen sie der Anleitung auf Folie (8). Als nächstes halten die Schülerinnen und Schüler ihren Vortrag gegenüber einem anderen Lernenden oder einer Zweiergruppe. Durch ein Feedback erfahren die Vortragenden, ob sie die gewünschte Struktur befolgt haben. Dabei gibt es folgende Qualitätsmerkmale: eine Meinung festlegen Beweise aufzeigen erklären, wie ein Beleg die jeweilige Meinung unterstützt Beenden Sie die Einheit, indem Sie per Handzeichen erfragen, wer für und wer gegen ein Fracking-Verbot ist. Wessen Meinung hat sich seit Beginn von Einheit 1 verändert? Wer verteidigt seine Meinung nun noch stärker? Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler zu überlegen, auf welche Weise die Notwendigkeit, ihre Meinung zu rechtfertigen, zu diesen Veränderungen beigetragen hat.

  • Geographie / Jahreszeiten / Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe II

Stromverbrauch von Haushaltsgeräten

Unterrichtseinheit

Wie viel Energie verbrauchen wir eigentlich zu Hause und wie wird das gemessen? In dieser Unterrichtseinheit zeigen die Schülerinnen und Schüler die Energieübertragung der Geräte auf, die sie täglich nutzen und entscheiden, wie sie ihren Stromverbrauch senken können.Die EU hat kürzlich Grenzwerte beim Stromverbrauch von Staubsaugern angeordnet. Neue Entwürfe sehen eine Erweiterung auf andere Haushaltsgeräte wie zum Beispiel Föne vor. Bei dieser Aufgabe betrachten die Schülerinnen und Schüler eine weitere (fiktive) Einschränkung für den Stromverbrauch zu Hause. Sie berechnen die tägliche Energieübertragung der Geräte, die sie nutzen. Anschließend entscheiden sie, wie sie ihren Stromverbrauch senken können, um neue strenge Grenzwerte nicht zu überschreiten. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Analyse und Evaluation: Daten interpretieren, um Rückschlüsse zu ziehen. Physik Energie: Vergleich des Stromverbrauchs von Haushaltsgeräten und den übertragenen Energiemengen. Ablauf Ablauf "Stromverbrauch von Haushaltsgeräten" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Stromverbrauch von Haushaltsgeräten" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler analysieren eine wissenschaftliche Thematik. berechnen den Stromverbrauch von Elektrogeräten und ihre Energieübertragung. lernen, ein Problem zu definieren und eine Lösung zu erarbeiten. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Problemstellung Zeigen Sie Folie 2 der PowerPoint-Präsentation und heben Sie hervor, dass die EU bereits Grenzwerte für den Stromverbrauch von Elektrogeräten verordnet hat. Die Schülerinnnen und Schüler sollen Vorschläge für mögliche Gründe machen. Decken Sie auf, dass dahinter die Senkung des Stromverbrauchs und der Treibhausgase steckt. Präsentieren Sie anschließend den (fiktiven) zukünftigen Grenzwert für den Stromverbrauch zu Hause. Was denken die Schülerinnen und Schüler über diese Beschränkung? Wie können sie ihren eigenen Stromverbrauch senken? Zeigen Sie Folie 4 der PowerPoint-Präsentation und bitten Sie die Lernenden, die drei Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch zu bestimmen. Die Antwort ist, dass es sich um Geräte handelt, die am meisten Wärme übertragen - wie zum Beispiel Fön, Dusche und Bügeleisen. Verteilen Sie Kopien der Karten, die aus den Schüler-Informationsblättern SI1a und SI1b ausgeschnitten wurden, sodass jede Gruppe acht Karten hat. Die Schülerinnen und Schüler rechnen den Stromverbrauch in Kilowatt (kW) um und sortieren die Karten vom höchsten Stromverbrauch zum Niedrigsten. Besprechen Sie vorher mit der Klasse, wie Watt (W) in Kilowatt (kW) umgewandelt wird und umgekehrt. Zeigen Sie Folie 5 der PPT und gehen Sie das Rechenbeispiel durch. Anschließend erfinden die Schülerinnen und Schüler ähnliche Fragen für ihre Klassenkameraden mit den auf den Karten vorgegebenen Stromverbräuchen. Zeigen Sie Folie 6 der PPT, um die Aufgabe zu erläutern. Die Lernenden sollen herauszufinden, wie der Stromverbrauch von Elektrogeräten gesenkt werden kann, um das tägliche Maximum von 1,5 Kilowattstunden (kWh) nicht zu überschreiten. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten SI2 durch, um die Energieübertragung durch Elektrogeräte zu berechnen, die sie im Alltag benutzen: Für eine visuelle Darstellung sollen sie SI3a und SI3b verwenden. Im Anschluss befolgen sie die Anweisungen auf SI3a um entscheiden zu können, wie sie ihren Stromverbrauch senken können, um ihr tägliches persönliches Stromkontingent von 1,5 kWh nicht zu überschreiten. Alternativ können Sie die berechnungsfreie Version durchführen: Die Lernenden befolgen die Anweisungen auf SI4a, um die Energieübertragung von Elektrogeräten aufzuzeigen, die sie im Alltag benutzen. Im Anschluss befolgen sie die Anweisungen, um entscheiden zu können, wie sie ihren Stromverbrauch senken können, um ihr tägliches persönliches Stromkontingent von 1,5 kWh nicht zu überschreiten. Betrachten Sie die Fragen auf Folie 7 der PPT. Die Schülerinnen und Schüler könnten zum Beispiel vorschlagen, effizientere Elektrogeräte zu benutzen oder Solarpanele zu installieren, um ein größeres Energiekontingent zu bekommen. Sie könnten darauf hinweisen, dass sich ihr Wärmebedarf abhängig von der Jahreszeit ändert.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Ambrosia-Invasion

Unterrichtseinheit

Die invasive Pflanze Ambrosia breitet sich in Europa aus. Sie kann ihren Schaden sowohl beim Menschen als auch bei anderen Pflanzen anrichten. In dieser Unterrichtseinheit entscheiden die Lernenden, ob Insekten als Schädlingsbekämpfer gegen Ambrosia eingesetzt werden sollten.Ambrosia oder Ambrosia artemisiifolia ist eine invasive Pflanze, die sich in ganz Europa ausbreitet. Aufgrund von Krankheiten durch ihre allergenen Pollen und dem Konkurrenzkampf mit Nutzpflanzen, entstehen für Europa jedes Jahr Kosten in Höhe von ungefähr 4,5 Milliarden Euro. Die Einführung nicht-heimischer Käfer könnte hierfür die Lösung sein. Bei dieser Unterrichtseinheit bewerten die Schülerinnen und Schüler Vor- und Nachteile der Anwendung biologischer Schädlingsbekämpfung, um die Invasion dieser standortfremden Pflanze einzudämmen. Bezug zum Lehrplan Biologie Beziehungen im Ökosystem: Gegenseitige Beeinflussung von Organismen und Umwelt Wissenschaftliches Arbeiten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Ambrosia-Invasion" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Ambrosia-Invasion" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler, lernen die gegenseitige Beeinflussung von Organismen in Bezug auf das Ökosystem kennen. bewerten die Lösung für ein Problem. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Einführung Zeigen Sie Folie 2-3 der PowerPoint-Präsentation. Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler, um welches "Alien" es sich ihrer Meinung nach handeln könnte. Enthüllen Sie die Antwort (Folie 4 der PPT) und die mögliche Lösung (Folie 5 der PPT). Stellen Sie dann die Problematik mit der Fragestellung vor: Sollten wir Insekten einführen, um die Ausbreitung von Ambrosia in Europa unter Kontrolle zu bringen? Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern die Lernziele auf Folie 6 der PPT. Recherche Bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler um die Bildung von mindestens Vierergruppen. Zeigen Sie die Problematik (Folie 7 der PPT) auf und bitten Sie sie darum, zu besprechen, was sie vor einer Entscheidungsfindung eventuell wissen möchten. Gehen Sie mit ihnen ihre Ideen durch und enthüllen anschließend die Fragen auf der Folie. Präsentieren Sie die Anweisungen für die Aufgabe. Ordnen Sie jeder Gruppe eine Frage zu, die sie bearbeiten soll. Sollten in einer Gruppe mehr als vier Lernende sein, können diese paarweise an einer Frage arbeiten. Geben Sie leistungsstärkeren Schülerinnen und Schülern das erste Arbeitsblatt der Schülerinformationen (SI1a). Dort sind alle Informationen für alle vier Fragen enthalten. Sie müssen die Antworten zu ihren jeweiligen Fragen finden und sie unterstreichen oder hervorheben. Leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern können Sie entweder SI1b (zur Beantwortung der Fragen 1 und 2) oder SI1c (zur Beantwortung der Fragen 3 und 4) geben. Diese Versionen enthalten weniger Informationen und die Sprache ist etwas einfacher. Entscheidungsfindung Die Gruppen sollen nun über die Antworten, die sie für jede Frage herausgefunden haben, diskutieren. Gruppenweise sollen sie die Vor- und Nachteile für den Einsatz von Insekten in die Tabelle auf SI2 eintragen. Mit leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern können Sie dies im Klassenverband machen und das Informationsblatt auf dem White Board zeigen. Anschließend arbeiten die Lernenden allein. Sie sollen entscheiden, ob sie Insekten einsetzen würden und warum. Mit einer Klassenabstimmung können Sie sehen, ob die Lernenden sich für oder gegen die Einführung der Insekten entschieden haben. Einige Schülerinnen und Schüler sollen ihre Entscheidungen und Begründungen mit dem Rest der Klasse teilen. Diskutieren Sie die Tatsache, dass derzeit viele europäische Länder erwägen Insekten einzusetzen, um Ambrosia unter Kontrolle zu bringen und dass es eine schwierige Entscheidung ist, da trotz einiger Forschungen nicht ausreichend Informationen vorhanden sind. Sie könnten die Lernenden darum bitten, Forschungsfragen aufzuwerfen, die vor einer Entscheidungsfindung beantwortet werden müssten. Als Hausaufgabe können die Schülerinnen und Schüler eine invasive Spezies ihrer Wahl (Pflanze oder Tier) recherchieren, die in Deutschland ein Problem darstellt. Sie können eine Präsentation über die Spezies vorbereiten, die Informationen über den Ursprungsort, die Einführung, entstandene Probleme und warum und wie diese Probleme bewältigt werden, enthält.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe I

Was sagt der Fuchs? Tierlaute interpretieren

Unterrichtseinheit

Mit dem BowLingual Hundeübersetzer sollen angeblich Emotionen von Hunden erkennbar sein, indem durch das Bellen verursachte Schallwellen analysiert werden. Die Lernenden entscheiden, ob die Wissenschaft genutzt werden kann, um Tierlaute zu interpretieren.Wissenschaftler der Universität in Bristol verwendeten Spektogramme für die Analyse der Rufe von 585 Füchsen. Sie identifizierten 20 Ruftypen und schlugen Bedeutungen für diese vor. Daraus ergibt sich die Frage, ob wir mithilfe der Wissenschaft Emotionen von Tieren interpretieren können. Der BowLingual Hundeübersetzer liefert einen ersten Ansatz für die Analyse von Hundebellen. Die Schülerinnen und Schüler wenden Kenntnisse über Schallwellen an und entscheiden anhand von Forschungsergebnissen, ob das Gerät hält, was es verspricht. Dabei gehen sie der Frage nach, ob die Schallwellen in menschliche Sprache übersetzt werden können. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Analyse und Evaluation - Präsentation begründeter Erklärungen, einschließlich Erklärung von Daten in Bezug auf Vorhersagen und Hypothesen. Physik Wellen - Schallwellenfrequenz, gemessen in Hertz (Hz). Wellen in Materie - Beschreibung von Wellenbewegungen bezogen auf Amplitude, Wellenlänge, Frequenz und Periode. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Was sagt der Fuchs?" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Was sagt der Fuchs?" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler wenden Kenntnisse über Schallwellen an. lernen, eine mündliche oder schriftliche Argumentation, die durch empirische Beweise und wissenschaftliche Begründungen gestützt wird, auszuarbeiten und zu präsentieren. entscheiden, ob genug Beweise vorhanden sind, die die Behauptung stützen, dass ein Gerät das Bellen eines Hundes interpretieren kann. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Einführung Zeigen Sie das Youtube-Video What does the fox say von Ylvis aus Norwegen als unterhaltsame Einführung in die Aufgabe. Zeigen Sie Folie 4 der PPT, um die Schülerinnen und Schüler an die entscheidende Frage heranzuführen, ob wir die Wissenschaft nutzen können, um Tierlaute zu interpretieren. Zeigen Sie anschließend den Videoclip zum BowLingual Gerät . Folie 5 der PPT fasst zusammen, was es angeblich kann. Schallwellen Zeigen Sie Folie 6 der PPT und erinnern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler daran, dass Schall in Wellen übertragen wird, die visuell dargestellt werden können. Zeigen Sie Folie 7 der PPT und klicken Sie auf das Icon, um den Ton anzuhören. Zeigen Sie Ihren Lernenden, wie das Amplitude-Zeit-Diagramm mit dem Ton, den sie hören, verbunden ist. Zeigen Sie Folie 8 der PPT und erinnern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler daran, dass die Wellenfrequenz die Tonhöhe bestimmt. Klicken Sie auf das Ton-Icon. Die Lernenden folgen dem Ton auf dem Spektogramm. Zeigen Sie Folie 9 der PPT. Spielen Sie jeden Ton der Reihe nach ab, während die Lernenden jeden Ton dem dazugehörigen Spektogramm auf SI1 zuordnen. Die Antworten sind A - 2; B - 4; C - 3; D - 1; E - 5. Zeigen Sie Folie 10 der PPT und stoßen Sie eine Diskussion an. Bisher zeigen die Ergebnisse, dass unterschiedliches Hundegebell auch unterschiedliche Spektogramme erzeugt. Bis jetzt wurde noch kein Zusammenhang zwischen Spektogrammen und Emotionen gefunden. Zeigen Sie Folie 11 der PPT. Der Chef von BowLingual bittet die Lernenden, sein Problem zu lösen, indem sie anhand wissenschaftlicher Erkenntnisse erklären, wie das Gerät funktioniert. Die Schülerinnen und Schüler benötigen SI2 (Emotionen erkennen) und SI3 (Bericht: Können Menschen Emotionen von Hunden erkennen?), um diese Aufgabe zu lösen. Nehmen Sie sich Zeit für eine Diskussion. Die Schülerinnen und Schüler sollen nach den gewonnenen Erkenntnissen darüber diskutieren, ob uns die Wissenschaft Aufschluss darüber geben kann, was Tiere wie der Hund oder Fuchs, "sagen". Sprechen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern über die auf der Folie SI3 dargestellte Forschung, die andeutet, dass die Antwort auf die Frage ein vorläufiges Ja ist.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Gibt es Leben auf Enceladus?

Unterrichtseinheit

Eine Milliarde Kilometer von der Sonne entfernt umkreist ein winziger Mond namens Enceladus den Saturn. Enceladus ist eines der hellsten Objekte im Sonnensystem. Vermutungen zufolge sollen sich auf ihm Ozeane mit heißem, flüssigem Wasser befinden. Könnte Enceladus demnach Heimat für außerirdisches Leben sein?Durch Hinweise der Weltraumsonde Cassini vermutet man Ozeane heißen Wassers auf Saturns Eismond Enceladus. Könnte sich in diesen Ozeanen außerirdisches Leben befinden? In dieser Unterrichtseinheit wenden die Lernenden ihr Wissen über das Verhalten von Wasser in flüssigem und gefrorenem Zustand an, um die Beweise für oder gegen die Existenz flüssigen Wassers auf Enceladus abzuwägen. Anschließend entscheiden sie, ob es sinnvoll ist, eine zweite Raumsonde ins Weltall zu schicken, die nach außerirdischem Leben auf diesem Eismond sucht. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Experimentelle Fähigkeiten und Recherchen: Interpretation von Beobachtungen und weiteren Daten und Darstellung begründeter Erklärungen Physik Materie: Die Unterschiede der Partikelanordnungen erklären Zustandsänderungen, Form und Dichte sowie die Dichteanomalie von Eiswasser. Chemie Partikel: Beschreibung der wichtigsten Merkmale des Partikelmodells in Bezug auf Zustände der Materie. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Enceladus" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Gibt es Leben auf Enceladus?" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie durch Partikelanordnungen die Eigenschaften flüssigen Wassers und Eis erklärt werden können. bewerten die Bedeutung eines Beweises für eine Schlussfolgerung. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Erste Aufgabe Zeigen Sie Folie 2 der PowerPoint-Präsentation (PPT), um Enceladus vorzustellen, ein Mond des Saturns. Die Schülerinnen und Schüler sollen paarweise Vermutungen anstellen, warum der Mond so hell ist. Bitten Sie um Feedback. Zeigen Sie Folie 3 der PPT und erklären Sie, dass die eisige Oberfläche von Enceladus 99 Prozent des Sonnenlichts reflektiert, das auf ihm ankommt. Aus diesem Grund erscheint er so hell. Eruieren Sie den Schmelzpunkt des Wassers auf der Erde (0 ºC) und bitten Sie die Schülerinnen und Schüler um Vorschläge, wo sich das flüssige Wasser auf Enceladus befinden könnte. Überprüfen Sie, ob die Lernenden den Unterschied der Partikelanordnung in einer typischen Substanz in ihrem festen und flüssigen Zustand kennen. Zeigen Sie Folie 4 der PPT, um eine Theorie über die Ursprünge des Lebens auf der Erde zu präsentieren. Könnten auf Enceladus ähnliche Quellen unterhalb der Wasseroberfläche vorkommen? Könnte sich auf diesem Mond außerirdisches Leben befinden? Wenn Sie möchten, können Sie einen Videoclip über Enceladus und sein Potential für die Entwicklung von Leben zeigen. Stellen Sie anschließend die Lernziele auf Folie 5 der PPT vor. Beweise zuordnen Zeigen Sie Folie 6 der PPT und erzählen Sie den Schülerinnen und Schülern von Cassini, einer Roboter-Weltraumsonde, die seit 2004 täglich einen Datenstrom aus dem System des Saturns schickt. Die Folie stellt zwei Schlussfolgerungen dar, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus diesen Daten gewonnen haben. Zeigen Sie Folie 7 der PPT und definieren Sie die Aufgabe. Die Schülergruppen analysieren die im Klassenzimmer aufgehängten Beweiskarten (SI1a-h) und entscheiden, welcher Beweis für oder gegen die Schlussfolgerung, es gäbe heißes Wasser auf Enceladus, spricht. Sie sollen den Titel jeder Beweiskarte in eines der Kästchen auf Folie SI2 schreiben. Die vorgeschlagenen Antworten lauten: Beweis für die Schlussfolgerung - A, B, C, E, F, H Beweis gegen die Schlussfolgerung - D, G Bearbeitung der Aufgaben Die Schülergruppen lösen nun Aufgabe 3 auf Folie 7 der PPT. Es existiert nicht die eine richtige Antwort - es liegt an den Lernenden, die Beweise für sich selbst abzuwägen. Einzelne Schülerinnen und Schüler können Aufgabe 4 auf Folie 7 der PPT lösen, um eine Bewertung für individuelles Lernen zu erhalten. Zeigen Sie Folie 8 der PPT. Die Schülergruppen oder die gesamte Klasse sollen darüber diskutieren, ob es sich lohnt, eine weitere Weltraumsonde auf Enceladus landen zu lassen, um nach außerirdischem Leben zu suchen. Während der Diskussion werden weitere Fragen auftauchen, wie zum Beispiel: Welchen Nutzen hätte es für verschiedene Personengruppen, wenn sich auf Enceladus Lebewesen befinden? Wie viel kostet es, eine Raumsonde zu diesem Mond zu schicken? Wann könnten Wissenschaftler mithilfe der Daten der Raumsonde diese Frage beantworten?

  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe II

Schokolade adé?

Unterrichtseinheit

Wird Schokolade schon bald zur Mangelware? In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Lernenden mit dem Rückgang der Kakaoerträge und erkennen dabei, warum die Bestäubung durch Insekten so wichtig für unsere Lebensmittelproduktion ist. Europäer lieben Schokolade - sie verschlingen mehr als die Hälfte des weltweiten Bedarfs! Die schlechte Nachricht ist, dass mehr Kakao gegessen wird, als produziert werden kann. Somit könnte Schokolade bald ein seltenes und kostbares Gut werden, da die Bauern Probleme haben, den Bedarf zu decken. Die Schülerinnen und Schüler nutzen ihr vorhandenes Wissen über Bestäubung, um über die Gründe des Rückgangs der Kakaoerträge auf einer Plantage zu diskutieren. In einem Rollenspiel, in dem ein Treffen zur Aufbringung finanzieller Mittel nachgestellt wird, lernen sie anschließend, warum wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Bezug zum Lehrplan Biologie Beziehungen im Ökosystem: Die Bedeutung der Pflanzenreproduktion durch Insektenbestäubung für die Ernährungssicherheit der Menschen Chemie Erde und Atmosphäre: Die Erde als Quelle begrenzter Ressourcen Wissenschaftliches Arbeiten Gesprochene Sprache: Klare und präzise Artikulation wissenschaftlicher Konzepte Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Schokolade adé" Der Ablauf der Unterrichtseinheit "Schokolade adé?" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, warum die Bestäubung durch Insekten so wichtig für unsere Lebensmittelproduktion ist. verstehen, warum wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Aus für Schokolade? Die Lehrkraft präsentiert den Artikel "Aus für Schokolade?" (Folie 2) und fragt die Schülerinnen und Schüler nach ihren ersten Gedanken zu diesem Thema. Abhängig von zeitlichen Vorgaben und dem Alter der Lernenden könnte über allgemeine Punkte gesprochen werden, zum Beispiel ob die Menschen ihren Kakaokonsum reduzieren sollten, über mögliche Gründe für den weltweiten Rückgang der Kakaoerträge oder welche wirtschaftlichen, umweltbedingten und gesellschaftlichen Auswirkungen dies mit sich bringt. Rollenspiel Die Schülerinnen und Schüler schlüpfen in die Rolle von Kakaoproduzentinnen und Kakaoproduzenten (Folie 3). Die Lehrkraft betont das Ausmaß der entstandenen Situation: Sollten die Kakaoerträge weiter sinken, werden die Produzentinnen und Produzenten nicht in der Lage sein, ausreichend Schokolade herzustellen, was sich negativ auf die Gewinne auswirkt und dazu führen könnte, dass sie ihre Jobs verlieren. Darüber hinaus verdeutlicht die Lehrkraft den Lernenden die Lernziele dieser Unterrichtseinheit (Folie 4). Gründe für den Schotenmangel Auf der Plantage wachsen nur sehr wenige Schoten aus Blüten heran (Folie 5). Die Schülerinnen und Schüler erörtern paarweise mit den Informationen über Kakaoblüten und ihrem Wissen über Bestäubung Gründe für den Schotenmangel. Dabei können sie folgende Punkte erarbeiten: Fehlende Fliegen (möglicherweise liegt die Plantage zu weit vom Regenwald entfernt); durch die Blütenform können die Fliegen nicht hineinschlüpfen; der Duft ist nicht stark genug oder die Fliegen mögen ihn nicht; die Pollen bleiben nicht an den Fliegen kleben; die Staubbeutel produzieren nicht genügend Pollen oder eine Befruchtung findet nicht statt Wissenschaftliche Forschung Die Lehrkraft stellt die nächste Aufgabe vor (Folie 6). Der Plantagenbesitzer ist zu dem Schluss gekommen, dass wissenschaftliche Forschung über Bestäubung notwendig ist, was jedoch Geld kostet. Die Lernenden bilden Gruppen von je sechs Personen und spielen ein Treffen zur Aufbringung finanzieller Mittel nach. Die Lehrkraft bestimmt in jeder Gruppe drei Schülerinnen und Schüler, die als Spendensammlerinnen oder Spendensammler des Kakaoproduzenten agieren. Mithilfe von Arbeitsblatt 1 (Folie 8, SI1) bereitet die Gruppe das Treffen vor. Geldgeberinnen und Geldgeber Die anderen drei Schülerinnen oder Schüler spielen die Geldgeberinnen oder Geldgeber. Die Lernenden legen fest, wer als Vertreterin oder Vertreter eines Wohltätigkeitsverbands, der Regierung und von einem Großunternehmen auftritt und arbeiten mit Arbeitsblatt 2 (Folie 9, SI2). Sollte es Gruppen mit mehr als sechs Schülerinnen oder Schülern geben, legt die Lehrkraft zwei Schülerinnen oder Schüler fest, die eine Rolle eines Geldgebers übernehmen. Die Lernenden haben 10 Minuten Zeit zur Fertigstellung ihrer Vorbereitung und dem Ausfüllen des obersten Kästchens auf dem Informationsblatt. Treffen Nun finden die Treffen statt. Die Schülerinnen und Schüler treffen paarweise aufeinander: Eine Spendensammlerin oder eine Spendensammler und eine Geldgeberin oder ein Geldgeber. Während des Treffens stellen die Geldgeberinnen und Geldgeber ihre Fragen und füllen das untere Kästchen auf ihrem Informationsblatt aus. Anschließend kommen die Gruppen wieder zusammen und die Geldgeberinnen und Geldgeber legen offen, wie viel Geld sie spenden und warum. Die Spendensammlerinnen und Spendensammler addieren das gesammelte Geld, um herauszufinden, ob die Forschung durchgeführt werden kann. Die Lehrkraft bittet die Lernenden, zwei Sätze darüber zu notieren, weshalb wissenschaftliche Forschung so teuer ist. Die Antworten werden in der Klasse diskutiert und es sollte darüber gesprochen werden, warum wissenschaftliche Forschung nur selten von nur einer einzigen Person durchgeführt wird.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe I

Vitamin D

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtslektion zum Thema "Vitamin D" sollen die Schülerinnen und Schüler eine persönliche Entscheidung treffen, ob sie, gemessen an ihrer Ernährung und wie oft sie sich Sonnenlicht aussetzen, ein Vitamin-D-Ergänzungspräparat einnehmen müssen. Sie wenden dabei ihr Wissen über Ernährung an, um mehr über die Konsequenzen von Vitamin-D-Mangel zu erfahren, und lernen, wie man Muster in Daten analysiert. Kürzlich erschienene schockierende Schlagzeilen weisen auf einen 400% Anstieg von Rachitis und anderen Knochenkrankheiten hin, da Jugendliche immer mehr Zeit im Innern verbringen. Aktuelle britische Gesundheitsrichtlinien empfehlen die tägliche Einnahme von Vitamin-D-Präparaten, besonders im Herbst und Winter. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten: Analyse und Evaluation: Interpretation von Beobachtungen und Daten, einschließlich Identifizierung von Mustern und Anwendung von Beobachtungen, Messungen und Daten, um Rückschlüsse zu ziehen. Verdauung: Konsequenzen einer unausgewogenen Ernährung und Krankheiten, die durch Mangel bedingt sind. Biologie: Gesundheit, Krankheit und Entwicklung von Arzneimitteln: Erläuterung der Auswirkungen von Lebensstilfaktoren einschließlich Ernährung, Alkohol und Rauchen bezogen auf die Häufigkeit nicht übertragbarer Krankheiten auf lokaler, nationaler und globaler Ebene. Lehrmaterialien Die PowerPoint-Präsentation enthält sowohl die Präsentation für Lehrer als auch die Informationsblätter für Schülerinnen und Schüler. Die Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben; außerdem werden ihre Inhalte durch CC-Lizenzverträge geregelt. Sie stehen frei zur Verfügung und dürfen in geänderter Form weiterveröffentlicht werden. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Vitamin D" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Vitamin D" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Muster, indem sie Linien-Diagramme interpretieren, um Zusammenhänge zwischen Variablen darzulegen und Werte aus einem Diagramm abzulesen. stellen gesundheitliche Auswirkungen bedingt durch Vitamin-D-Mangel dar. Engagieren Zur Einführung ins Thema zeigen Sie die Powerpoint-Folien 2 und 3. Die Schülerinnen und Schüler sollen paarweise kurz darüber diskutieren, ob bei ihnen die Gefahr von Rachitis besteht. Zeigen Sie anschließend Folie 4 und – nach einer kurzen Diskussion zu zweit – bitten Sie um eine Handabstimmung. Wie viele Schülerinnen und Schüler nehmen Vitaminpräparate? Wie viele sind der Meinung, sie würden eine Vitamin-D-Tablette benötigen? Nun können Sie einen Nachrichtenbeitrag oder ein kurzes Video zur gesundheitlichen Aufklärung über Vitamin-D-Mangel zeigen (siehe Weblinks). Auf Folie 5 sind die Unterrichtsziele aufgezeigt. Spielen Zeigen Sie Folie 6 und erklären Sie den Schülerinnen und Schülern, dass sie nun mit Hilfe eines Computerspiels ihre Kenntnisse bei der Analyse von Mustern anwenden und weiterentwickeln werden. Diese Kenntnisse werden ihnen später bei der Analyse der Vitamin-D-Daten behilflich sein. Händigen Sie jeder Schülerin und jedem Schüler ein Exemplar des "Daten-Doktor Wissenscheck" aus und beginnen Sie das Spiel: Auf Folie 7 verlassen Sie die Slideshow und machen einen Doppelklick in der Tabelle. In der oberen Symbolleiste wählen Sie "Daten ändern", um die Lieblings-Eissorten der Schülerinnen und Schüler aus den drei vorgegebenen Optionen einzutragen. Auf Folie 8 wählen die Schülerinnen und Schüler die Antworten der Multiple-Choice-Frage aus und schreiben diese auf ein Schmierpapier. Gehen Sie die Folien 9 bis 18 schnell durch, damit das Spiel Spaß macht. Gegebenenfalls können Sie es auch wettbewerbsartig gestalten. Am Ende des Spiels gehen Sie noch einmal zügig jede Folie mit Fragen durch (8-18). Klicken Sie auf die Frage-Schaltfläche in der rechten oberen Ecke, und Sie erhalten die Antwort. Währenddessen schließen die Schülerinnen und Schüler den Kenntnis-Check auf dem Informationsblatt 1 ab. Überprüfen Zeigen Sie Folie 19, in der den Schülerinnen und Schülern aufgezeigt wird, wie sie das Informationsblatt 2 nutzen können, um Daten zu analysieren und zu erörtern, ob sie genug Vitamin D durch Sonnenlicht bilden. Diese Aktivität erfordert von den Schülerinnen und Schülern eine Recherche im Internet zur tagesaktuellen Vitamin-D-Index-Prognose. Alternativ können Sie ihnen diese Information auch geben. Ihre Antworten notieren die Schülerinnen und Schüler auf dem Informationsblatt 3. Anschließend zeigen Sie Folie 20, wodurch den Schülerinnen und Schülern aufgezeigt wird, wie sie mit Hilfe des Informationsblatts 2 ihre Vitamin-D-Zufuhr durch Ernährung einschätzen können. Anhand von Informationsblatt 3 entscheiden sie, ob sie bereits ausreichend Vitamin D zu sich nehmen. Entscheiden Stellen Sie die letzten Aufgaben auf Folie 21 vor. Hier sollen die Schülerinnen und Schüler paarweise arbeitend Fakten aus dem Spiel Sätze sortieren (Informationsblatt 4) und verwenden, um weitere Details bezüglich Vitamin-D-Mangel und den Konsequenzen von Vitamin-D-Präparaten herauszufinden. Antworten: Erkläre, warum du Vitamin-D brauchst: 1:8; 3:5; 4:11; 7:10. Schildere Probleme, die sich durch Vitamin-D-Mangel ergeben: 2:6; 9:12. Anschließend verwenden die Schülerinnen und Schüler das Informationsblatt 5, mit dessen Hilfe sie ihre individuelle abschließende Entscheidung treffen. Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, ihre Antworten in kleinen Gruppen zu diskutieren und heben Sie hervor, dass es in diesem Fall keine eindeutige Antwort gibt – das muss jeder für sich selbst entscheiden.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe II

Genetik: Künstliche Befruchtung

Unterrichtseinheit

Ein Baby, drei Eltern: Künstliche Befruchtung ist in Großbritannien seit kurzem mit den Genen von drei Personen erlaubt. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Lernenden mit dem Verfahren auseinander und besprechen Pro- und Kontra-Argumente. Ein neues Verfahren, durch das Babys mit der DNA von drei Personen gezeugt werden können, wurde kürzlich erst in Großbritannien zugelassen. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, wie dieses Verfahren einerseits Frauen mit schweren Erbkrankheiten helfen kann, ein gesundes Kind zur Welt zu bringen und warum es andererseits als so kontrovers gilt. Dabei sollen die Lernenden unter Berücksichtigung ethischer Argumente entscheiden, ob sie das Verfahren einem betroffenen Paar empfehlen würden. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Ethische Ansichten bei der Reflektion moderner Entwicklungen in der Wissenschaft berücksichtigen. Entwicklung wissenschaftlichen Denkens Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Biologie: Vererbung, Variation und Evolution Menschliche Reproduktion: Vererbung als Prozess, in dem genetische Informationen von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden. Ein einfaches Modell von Chromosomen, Genen und DNA in der Vererbung. Zellbiologie: Prokaryotische und eukaryotische Zellen Erklärung, wie die hauptsubzellularen Strukturen eukaryotischer Zellen mit ihren Funktionen verbunden sind, einschließlich dem Zellkern/genetischen Material und Mitochondrien. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Drei Eltern" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Drei Eltern" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, den Reproduktionsvorgang eines Embryos mit drei Eltern zu schildern und zu erklären, wie diese Technik eingesetzt werden kann. treffen unter Berücksichtigung ethischer Ansichten eine Entscheidung über eine neue Technologie. Einführung Zeigen Sie Folie 3 der PowerPoint-Präsentation, auf der eine Nachrichtenstory im Online-Zeitungsartikelformat abgebildet ist. Bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schülern, den Kommentar zu betrachten und diskutieren Sie mit der Klasse erste Gedanken dazu, ob solch ein Verfahren erlaubt werden sollte. Die Schülerinnen und Schüler lernen Maja und Stefan kennen und hören sich ihre Geschichte an (Folie 4 der PowerPoint-Präsentation). Bitten Sie die Lernenden paarweise darüber zu sprechen, welche Fakten sie recherchieren müssen, um die Fragen von Maja und Stefan zu beantworten. Recherche Die Aufgabe wird den Lernenden gezeigt (Folie 5 der PPT). Die Schülerinnen und Schüler arbeiten jeweils zu zweit, einer der Partner verwendet das erste Arbeitsblatt der Schülerinformationen (SI1), um mehr über LHON herauszufinden, der andere nutzt SI2, um mehr über das Zeugungsverfahren mit drei Eltern zu recherchieren. Um die Zusammenfassung zu vervollständigen, sollen die Lernenden zu zweit arbeiten und eine Zusammenfassung schreiben. SI3 ist als eine optionale Orientierung gedacht, die den Schülerinnen und Schülern beim Schreiben ihrer Zusammenfassung als Hilfestellung dienen kann. Einige Schüler-Paare sollen ihre Zusammenfassung vortragen und so Stefan und Maja eine Antwort geben. Kommentar verfassen Gehen Sie zurück zu Folie 3 der PowerPoint-Präsentation und bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler, einen Kommentar an Margy162 zu schreiben. Die Lernenden sollten ihr erklären können, ob ihr Verständnis von der Wissenschaft, die hinter dem Verfahren steckt, richtig oder falsch ist und begründen, warum das so ist. (Die Annahme, dass das Verfahren mit 3 Eltern die Möglichkeit schafft, sich Babys zu "designen", ist falsch. Es werden keine Menschen mit wünschenswerten Gen-Eigenschaften wie zum Beispiel einer höheren Intelligenz zusammengestellt, sondern die komplette Zellkern-DNA des Paares mit der kompletten Zell-DNA einer gesunden Frau kombiniert. Das Verfahren tauscht nur die defekte gegen gesunde DNA der Mitochondrien aus, die nur Gene für die Mitochondrien enthalten). Spiel Stellen Sie das folgende Spiel (Folie 6 der PPT) vor: Stefan und Maja sind sich unsicher, ob das Verfahren mit drei Eltern das "Richtige" für sie ist. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Vierergruppen und spielen das "Spiel der unterschiedlichen Meinungen". Dabei folgen sie den Anweisungen in den Schülerinformationen (SI4) und legen die Diskussionskarten von SI5 auf den richtigen Feldern auf dem Raster ab. Legen sie eine Karte richtig ab, gewinnen sie einen Punkt. Der Schüler oder die Schülerin beziehungsweise die Gruppe, der oder die am Ende die meisten Punkte hat, hat gewonnen. Entscheidung Antworten: Das Paar: Pro: 8,11 Kontra: 3, 10, 14 Das Kind: Pro: 4, 15 Kontra: 5, 9 Gesellschaft: Pro: 2, 7, 16 Kontra: 1, 5, 6, 12, 13 Beachten Sie: Die Schülerinnen und Schüler könnten sich dafür entscheiden, die Argumente anders zu kategorisieren. Das ist in Ordnung, solange sie sich einig sind und ihre Entscheidung begründen können, wenn sie darum gebeten werden. Die Gruppen zählen, wie viele Argumente für und gegen das Verfahren vorhanden sind. Durch das Spiel wird somit die Entscheidung getroffen. Die Gruppen sollen die Entscheidung präsentieren, die durch das Spiel entstand. Fragen Sie sie, was sie als Individuen denken: Sind sie mit der Entscheidung einverstanden? Ist die Entscheidung mit den häufigsten Pro-Argumenten immer die richtige oder haben andere Argumente mehr Gewicht als andere? Erzählen Sie Ihren Schülern, dass das Verfahren in Großbritannien zugelassen wurde und bereits im kommenden Jahr durchgeführt werden könnte (siehe die Nachrichtenstory "3 Eltern"). Entspricht ihre Entscheidung der der britischen Regierung? Sollten andere europäische Länder gleichziehen? Warum haben sie es bis jetzt nicht getan? (Kulturelle Unterschiede haben hier einen Einfluss). Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Religion / Ethik
  • Sekundarstufe II

Materialsammlung Akustik

Unterrichtseinheit

Auf dieser Seite haben wir Informationen und Anregungen für Ihren Physik-Unterricht zum Themenkomplex Akustik für Sie zusammengestellt. Wissenschaftler der Universität in Bristol verwendeten Spektogramme für die Analyse der Rufe von 585 Füchsen. Sie identifizierten 20 Ruftypen und schlugen Bedeutungen für diese vor. Daraus ergibt sich die Frage, ob wir mithilfe der Wissenschaft Emotionen von Tieren interpretieren können. Der BowLingual Hundeübersetzer liefert einen ersten Ansatz für die Analyse von Hundebellen. Die Schülerinnen und Schüler wenden Kenntnisse über Schallwellen an und entscheiden anhand von Forschungsergebnissen, ob das Gerät hält, was es verspricht. Dabei gehen sie der Frage nach, ob die Schallwellen in menschliche Sprache übersetzt werden können. Thema Was sagt der Fuchs? Tierlaute interpretieren Anbieter ENGAGE Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe I Zeitraum 1-2 Schulstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang Tabellarischer Verlaufsplan Verlaufsplan "Was sagt der Fuchs?" Wissenschaftliches Arbeiten Analyse und Evaluation - Präsentation begründeter Erklärungen, einschließlich Erklärung von Daten in Bezug auf Vorhersagen und Hypothesen. Physik Wellen - Schallwellenfrequenz, gemessen in Hertz (Hz). Wellen in Materie - Beschreibung von Wellenbewegungen bezogen auf Amplitude, Wellenlänge, Frequenz und Periode. Die Schülerinnen und Schüler wenden Kenntnisse über Schallwellen an. lernen, eine mündliche oder schriftliche Argumentation, die durch empirische Beweise und wissenschaftliche Begründungen gestützt wird, auszuarbeiten und zu präsentieren. entscheiden, ob genug Beweise vorhanden sind, die die Behauptung stützen, dass ein Gerät das Bellen eines Hundes interpretieren kann. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Definitionsgleichung der Geschwindigkeit kennen. wissen, wie die Durchschnittsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers bestimmt werden kann. die Zeit, die der Schall zur Ausbreitung einer definierten Strecke benötigt, mithilfe eines Computers und eines Kopfhörers experimentell bestimmen können. ein Experiment zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft (optional auch in Wasser) beschreiben und durchführen können. den Wert der Schallgeschwindigkeit in Luft (optional auch in Wasser) für eine Temperatur von 20 Grad Celsius kennen und wissen, dass dieser mit der Temperatur variiert. wissen, dass sich die Schallwellen in verschiedenen Materialien unterschiedlich schnell ausbreiten. Die Schülerinnen und Schüler sollen mit einer geeigneten Tonanalyse-Software (zum Beispiel Cool Edit) ein aufgenommenes Signal auswerten können. Oszillogramme interpretieren können. Thema Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft und Wasser Autor Patrik Vogt Fach Physik Zielgruppe Klasse 9-10 Zeitraum mindestens 2 Stunden Technische Voraussetzungen ein Computer und ein Stereokopfhörer pro Schülergruppe, Maßband, Tonanalyse-Software - zum Beispiel Cool Edit (Shareware, Windows), GoldWave (Windows, Shareware) oder Nero Wave-Editor Beobachtet man den Start eines Wettlaufs aus mehreren hundert Metern Entfernung, so liegt zwischen der optischen Wahrnehmung des Klappenschlags und des zu hörenden Knalls eine merkliche Zeitdifferenz. Dieser Effekt, den die Schülerinnen und Schüler aus dem Sportunterricht kennen, zeigt, dass die Ausbreitung des Schalls mit einer endlichen Geschwindigkeit erfolgt. Weitere Alltagserfahrungen führen zur gleichen Schlussfolgerung. Besonders eindrucksvoll ist die Zeitdifferenz zwischen der Wahrnehmung von Blitz und Donner bei einem weit entfernten Gewitter, aus der die Entfernung des Unwetters geschätzt werden kann. Bestimmung der Schallgeschwindigkeit Verschiedene experimentelle Varianten werden hier vorgestellt. Ein Low-Cost-Arrangement eignet sich zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft und in Wasser. Die Schülerinnen und Schüler sollen akustische Phänomene mit einem Audio-Editor aufzeichnen und analysieren. anhand exemplarischer Fragestellungen fächerübergreifendes Wissen erarbeiten, für das Inhalte aus der Mathematik, Physik, Biologie und Musik benötigt werden. den Computer als Mess- und Auswertungsgerät sowie zur Darstellung der Ergebnisse (html-Seiten) einsetzen. Thema Hörexperimente mit der Soundkarte Autoren OStR Gert Braune, Prof. Dr. Manfred Euler Fächer Physik, Mathematik, Biologie, Musik Zielgruppe Klasse 10 (Gymnasium); vertiefender Unterricht des 11. oder Projektunterricht des 13. Jahrgangs (Projektwoche) Zeitraum 3 Wochen bei Zusammenlegung aller Physik-, Mathematik- und Musikstunden in der Projektklasse Technische Voraussetzungen Windows-Rechner mit Browser und Soundkarte pro Gruppe (3 Schülerinnen und Schüler), Kopfhörer, Mikrofone, ggf. Internet Software Audio-Editor wie GoldWave oder CoolEdit96, Dekoder (kostenlos im Internet) Wird das Projekt (wie hier beschrieben) in die 10. Klasse eingebettet, so sollten die Schülerinnen und Schüler über grundlegende Vorkenntnisse in Bezug auf trigonometrische Funktionen verfügen, zum Beispiel den Graphen einer Sinusfunktion kennen und zeichnen können. Kenntnisse über Exponential- und Logarithmusfunktionen wären vorteilhaft, weil man dann zum Beispiel die Bezeichnung "dB" besser verstehen kann. Sie sind aber nicht unbedingt erforderlich. Projektverlauf Hinweise zur technischen Ausstattung, Einführung, arbeitsteilige Gruppenarbeit, Präsentation der Ergebnisse Erfahrungen und Ergebnisse aus der Erprobung Tipps zu den Hörexperimenten aus der Unterrichtspraxis, Screenshots aus den Programmen und Arbeitsergebnisse Prof. Dr. Manfred Euler ist Direktor der Abteilung Physikdidaktik am IPN und lehrt Didaktik der Physik an der Universität Kiel. Er ist derzeit vor allem im Rahmen verschiedener nationaler und internationaler Initiativen und Projekte zur Verbesserung der Qualität des naturwissenschaftlichen Unterrichts tätig.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

E-Zigaretten

Unterrichtseinheit

Die Türkei, Wales, die Normandie und Teile Kanadas haben kürzlich die Nutzung elektronischer Zigaretten in Gebäuden verboten. Die EU stellt Überlegungen an, diesem Beispiel zu folgen. Die Schülerinnen und Schüler sollen in dieser Sequenz anhand ihrer Kenntnisse über Partikeltheorie entscheiden, ob sie ein Verbot von E-Zigaretten in Gebäuden unterstützen.Aktivisten, die ein EU-weites Verbot unterstützen, behaupten, dass Nikotin aus einer E-Zigarette sowohl zu Herzkrankheiten und Krebs beitragen als auch Gehirnschäden bei sich entwickelnden Föten verursachen könnte. In dieser Einheit entscheiden Schülerinnen und Schüler, ob sie ein Verbot der Nutzung von E-Zigaretten in öffentlichen Gebäuden unterstützen. Sie wenden dabei ihre Kenntnisse zur Partikeltheorie an, um zu entscheiden, ob ausgeatmetes Nikotin Auswirkungen auf sich in der Nähe befindende Menschen hat. Die Unterrichtseinheit besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Lektionen. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Entwicklung wissenschaftlichen Denkens: Beurteilung von Risiken sowohl in der praktischen Wissenschaft als auch im weiteren gesellschaftlichen Kontext, einschließlich Wahrnehmung von Risiken in Bezug auf Daten und Folgen. Chemie Struktur, Verbindung und Eigenschaften von Materie: Erinnerung und Erklärung der zentralen Merkmale eines Partikelmodells in Bezug auf Zustände und Veränderung von Materie. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "E-Zigaretten" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "E-Zigaretten" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler befassen sich mit Partikeldiagrammen und lernen, sowohl die Diagramme als auch ihre Kenntnisse zu den Bewegungseigenschaften von Partikeln in unterschiedlichen Zuständen anzuwenden. lernen, Risiken einzuschätzen: Sie wägen Risiken und Nutzen ab, um eine Entscheidung zu treffen. Über das Projekt Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben. Engagement Zeigen Sie Folie 2 der PowerPoint-Präsentation für Lektion 1. Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, paarweise über ihre ersten Reaktionen zu diskutieren - ist das Rauchen von E-Zigaretten sicher? Anschließend zeigen Sie Folie 3 und erklären, wie eine E-Zigarette funktioniert. Sie zeigen Folie 4, um mögliche gesundheitliche Auswirkungen durch eines der zentralen Bestandteile der meisten E-Zigaretten, Nikotin, darzulegen. Folie 5 bildet das zentrale Problem ab und zeigt auf, dass passives Rauchen Risiken mit sich bringt. Folie 6 gibt einen Überblick darüber, wie Schülerinnen und Schüler wissenschaftliche Beweise in Lektion 1 anwenden und in Lektion 2 Risiken einschätzen, um am Ende eine Entscheidung treffen zu können. Verdeutlichen Sie die Lernziele (Folie 7). Überprüfen Stellen Sie die Hauptaufgabe dieser Lektion vor: Kann Nikotin beim Rauchen von E-Zigaretten Auswirkungen auf Menschen, die sich in der Nähe befinden, haben? (Folie 8). Die Schülerinnen und Schüler lesen die Informationen über das Verhalten von Partikeln in einer E-Zigarettenlösung und das ausgeatmete Aerosol auf SI1. Sie erfahren auch, wie sich Nikotinpartikel ausbreiten. Anschließend arbeiten die Schülerinnen und Schüler alleine an der Übertragung der gelesenen Informationen in Partikeldiagrammen, indem sie die Legenden auf SI2a und SI2b verwenden. Nach Fertigstellung dieser Aufgaben beurteilen die Lernenden gegenseitig ihre Diagramme und schlagen Verbesserungen vor. Überlegungen Stellen Sie die Aufgabe auf Folie 9 vor, bei der die Lernenden entscheiden sollen, ob Menschen, die sich in der Nähe von E-Zigaretten rauchenden Menschen befinden, ebenfalls Nikotin inhalieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen sowohl ihre Partikeldiagramme als auch ihre Kenntnisse zu den Bewegungseigenschaften von Partikeln in unterschiedlichen Zuständen anwenden. Wählen Sie einige Lernende aus, die ihre Antworten mit der Klasse teilen sollen. Ermutigen Sie die Auserwählten, ihre Begründungen darzustellen. Kommen Sie danach zu einer Schlussfolgerung, um die zuvor dargestellte Frage zu beantworten. Die Antwort lautet: Ja. Die beim Rauchen von E-Zigaretten ausgeatmeten Partikel bewegen sich durch Diffusion und haben Auswirkungen auf sich in der Nähe befindende Menschen. Engagement Wiederholen Sie die Problemstellung (Folie 2 der PowerPoint-Präsentation für Lektion 2). Erinnern Sie Ihre Schülerinnen und Schüler an die Beweise aus Lektion 1, dass ausgeatmete Partikel sich auf in der Nähe befindende Menschen auswirken. Bitten Sie um eine Handabstimmung, bei der die Lernenden angeben sollen, wie sie zum jetzigen Zeitpunkt wählen würden. Zeigen Sie anschließend Folie 3 und Folie 4, um zu verdeutlichen, dass sowohl Risiken als auch Nutzen mit einem Verbot einhergehen und dass es schwierig ist, einen Sinn in Risiken und Nutzen zu finden, ohne die beiden Aspekte zu bestimmen und abzuwägen. Zeigen Sie Folie 5, um darzulegen, wie die Schülerinnen und Schüler die Lektionen 1 und 2 anwenden werden, um mit deren Unterstützung eine Entscheidung zu treffen. Zeigen Sie die Lernziele dieser Lektion (Folie 6). Spielen Die Schülerinnen und Schüler spielen ein Quiz, bei dem sie lernen, Risiken zu bestimmen und abzuwägen (Folie 7-18). Jede Runde veranschaulicht einen Aspekt zur Einschätzung von Risiken. Für Runde 1 zeigen Sie Folie 8. Jede Schülerin und jeder Schüler notiert ihre/seine Antworten auf Schmierpapier. Zeigen Sie dann die Antwort (Folie 9): Die Lernenden sollen sich ihren Punktestand notieren. Merken Sie an, dass Zahlen und Einheiten notwendig sind, um Risiken zu vergleichen (Folie 9). Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, die zentrale Aussage auf SI1 zu notieren. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die Runden 2-5 und versichern Sie sich, dass die Lernenden ihr Lernergebnis auf SI1 am Ende jeder Runde notieren. Entscheiden Stellen Sie die nächste Aufgabe vor: Unterstützt du ein EU-Verbot der Nutzung von E-Zigaretten in öffentlichen Gebäuden? (Folie 19). Bitten Sie die Lernenden um Paar- oder Kleingruppenarbeit. Die Schülerinnen und Schüler lesen die Karten über mögliche Risiken und Nutzen eines Verbots (SI2) und entscheiden dann, ob es sich um ein Risiko, einen Nutzen oder um keines von beidem handelt. Sie notieren ihre Entscheidungen auf SI3. Danach folgen Sie weiter den Instruktionen (Folie 19), um Risiken und Nutzen abzuwägen und eine Entscheidung in ihren Gruppen treffen zu können. Die Schülerinnen und Schüler wählen anschließend "mit ihren Füßen", indem sie entscheiden, wo sie sich entlang einer Leiste hinstellen. Das eine Ende des Raums steht für "Ich bin sehr für ein Verbot" und das andere Ende steht für "Ich bin absolut gegen ein Verbot". Erlauben Sie den Schülerinnen und Schüern nicht, in der Mitte zu stehen. Danach könnte eine durch die Lehrkraft geleitete Diskussion oder eine Präsentation und Rechtfertigung der Standpunkte der in Position stehenden Schüler folgen. Dabei soll diese Struktur beachtet werden: Erläutere deine Meinung. Präsentiere deine Beweise (Wissenschaft, Beurteilung des Risikos). Erkläre deine Begründung (Wie unterstützen deine Beweise deine Ansicht?). Die Schülerinnen und Schüler notieren ihre eigenen Antworten auf die Frage, ob sie ein EU-Verbot der Nutzung von E-Zigaretten in öffentlichen Gebäuden unterstützen (Folie 20). Beenden Sie die Aufgabe mit einer weiteren Handabstimmung zu der Frage, ob jemand seine Meinung seit Beginn von Lektion 1 oder 2 geändert hat? Wenn ja, was hat die Schülerin oder den Schüler zum Umdenken veranlasst?

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe II, Sekundarstufe I
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