In der Unterrichtseinheit Rope Skipping erarbeiten sich die Lernenden eigenverantwortlich an Stationen Grundsprünge und Aufstellungsformen beim Seilspringen, bevor sie in Gruppen oder auch allein zu Hause eine Choreografie mit dem Seil zu Musik entwickeln. Sie verbessern damit ihre Fähigkeiten in den Bereichen Athletik, Technik, Choreografie und Ausdruck. "Tanzen ist etwas für Mädchen!" – Welche Lehrkraft hat sich nicht schon über diesen sich stetig haltenden Satz geärgert? Und nun steht "Bewegung tänzerisch gestalten" bei einer pubertierenden Klasse auf dem Plan. Hier setzt diese Unterrichtseinheit an, denn: Was machen Rocky und andere Boxer ausgiebig? Richtig: Seilspringen. Durch die Aufgaben an Stationen lassen sich beim Einsatz des Handgeräts Seil Lernende beider Geschlechter begeistern. Das Material bringt durch kooperative Arbeitsformen Abwechslung in Ihren Sport-Unterricht. Ohne großen Aufwand können die Aufträge aber auch modifiziert und im Homeschooling genutzt werden. Dabei erarbeiten die Lernenden die Choreografie nicht in Gruppen, sondern allein zu Hause, filmen sich mit dem Handy und übermitteln das Video digital via Plattform oder E-Mail. Das Thema "Rope Skipping" im Unterricht Im Kerncurriculum für die Sekundarstufen findet sich das Inhaltsfeld "Bewegung gymnastisch, rhythmisch und tänzerisch gestalten", welches idealerweise mit einem Handgerät umgesetzt werden soll. Dafür eignet sich das Seil/Rope aus unterschiedlichen Gründen sehr gut: Erst einmal sind Seile meist in ausreichender Anzahl vorhanden. Das Verletzungsrisiko ist beispielsweise im Vergleich zu Keulen niedrig und Ropes nicht so vorurteilsbehaftet wie der Ring oder das Band. Der Ball als weiteres klassisches Handgerät lässt sich entsprechend in einer Einheit zu Aerobic/Fitness ("Ballkorobics") sinnvoller einsetzen. Didaktisch-methodische Analyse Es ist davon auszugehen, dass es in jeder Klasse Schülerinnen und Schüler gibt, die zumindest die einfacheren Sprünge (vorwärts, rückwärts, mit oder ohne Zwischensprung) beherrschen, per se sind aber keine Vorkenntnisse nötig. In den ersten Stunden wird noch nicht gesprungen, sodass die Grundsprünge als Hausaufgabe geübt werden. Dann folgen zwei Doppelstunden mit Stationsarbeit, durch die alle Schülerinnen und Schüler in kurzer Zeit das Rüstzeug erhalten, eine Kür mit Pflicht- und Wahlelementen zu erarbeiten - so bleiben die Choreografien besser vergleich- und bewertbar. Um ins Arbeiten zu kommen, benötigen die Schülerinnen und Schüler manchmal etwas mehr Zeit, sodass unter Umständen eine zweite Doppelstunde zum freien Choreografieren zur Verfügung gestellt werden kann. Die Schülerinnen und Schüler sollten bei der Musikauswahl freie Hand haben und nur auf eine Mindestzahl bpm hingewiesen werden, damit die Lernenden tatsächlich ein "eigenes Projekt" erarbeiten, was im Hinblick auf Gruppenprozesse sehr lehrreich ist und sie in der Lebensphase des "Unabhängigwerdens" bestärkt. In dieser Unterrichtseinheit werden neben der Verbesserung von Koordination und Ausdauer auch eine Verbesserung der Kooperationsfähigkeit und die Erweiterung der Bewegungsgestaltungsfähigkeit erwartet. Ergänzend könnte zum Abschluss auch noch das Rope Skipping-Abzeichen gemacht werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlernen die Umsetzung von Rhythmus in passende Bewegung. erleben ihr Leistungspotenzial (Kondition) und unter Umständen eine Obergrenze. erkennen Differenzen/Übungsbedarf im Vergleich zu anderen Schülerinnen und Schülern, die Koordination betreffend. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler setzen die Aufgaben der Stationskarten angemessen um. wählen eine zur Choreografie passende Musik aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre Kommunikationskompetenz, indem sie in Gruppen zusammenarbeiten und gemeinsam Ideen entwickeln.

DNA ist der Bauplan jedes Lebewesens – und damit der Schlüssel zum Verständnis von Vererbung, Proteinen und Zellfunktion. In dieser Einheit tauchen die Schülerinnen und Schüler tief in Aufbau und Struktur der DNA ein, entdecken die Bedeutung von Polarität, Antiparallelität und Basenpaarung und verfolgen den Weg vom Molekül zum Chromosom. Ein idealer Einstieg in die moderne Genetik. Das Thema DNA ist von höchster Bedeutung, da es die Grundlage aller Lebewesen darstellt. Als Träger der genetischen Information enthält die DNA die Baupläne zur Herstellung der Proteine. Diese sind für alle Funktionen innerhalb der Zelle nötig. Außerdem ist die DNA die Grundlage der Vererbungslehre. Beispielsweise bestimmen Gene wie ein Mensch später aussehen wird oder durch Kombination der Geschlechtschromosomen der Eltern wird das Geschlecht des Kindes definiert. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema DNA auseinander. Dabei werden zunächst die verschiedenen Grundbausteine dieses Moleküls behandelt. Des Weiteren wird die dreidimensionale Molekülstruktur der DNA im Detail thematisiert. Dabei wird auf die Primär-, Sekundär- sowie Tertiärstruktur eingegangen, es werden aber auch die Unterschiede zur RNA herausgearbeitet. Während der Bearbeitung des Materials werden Fachbegriffe wie Polarität, Antiparallelität und komplementäre Basenpaarung eingeführt und definiert. Im Anschluss wird die Verpackung der DNA angesprochen, die als Arbeitsform lang gestreckt und entspiralisiert vorliegt, in ihrer Transportform aber stark komprimiert werden muss. Damit erlaubt das Material eine direkte Überleitung zum Thema Chromosomen und Genetik. Die Unterrichtseinheit eignet sich für den Unterricht in der gymnasialen Oberstufe im Fach Biologie. Sie kann problemlos bundesweit genutzt werden, orientiert sich aber hauptsächlich an den Rahmenlehrplänen der Bundesländer Hessen, Berlin und Brandenburg. Die Einheit kann für das Thema "Molekulargenetische Grundlagen des Lebens" angewandt werden. Sie liefert detaillierte Kenntnisse über die DNA-Doppelhelix, dessen Aufbau und Funktion sowie dessen bedeutende Rolle als Träger der genetischen Information. Dadurch ist ein deutlicher Bezug zur Lebenswelt gegeben. Die Einheit lässt sich insbesondere dafür nutzen, um grundlegende Kenntnisse zu vermitteln und so in das Themenfeld Genetik beziehungsweise das Thema der Proteinbiosynthese einzusteigen. Durch optionales Einbinden von Zusatzaufgaben eignet sich das Material auch für Leistungskurse oder heterogene Lerngruppen. Es werden verschiedene Lernmethoden und Sozialformen angeboten, sodass der Unterricht abwechslungsreich gestalten werden kann. Jedes Arbeitsblatt beinhaltet einen informativen Lesetext, der die Beantwortung der Fragen auf einfachem Lernniveau ermöglicht. Darüber hinaus stehen Aufgabenstellungen auf erweitertem Niveau zur Verfügung, sodass zum einen die Recherchefähigkeit in verschiedenen Medien geschult und zum anderen die Analyse und das kritische Auswählen von Quellen geübt wird. Vorkenntnisse bezüglich einiger biologischer Grundlagen, die in der Einführungsphase vermittelt werden, sollten bekannt sein. Hierzu gehört ein Basiswissen zur Struktur und Funktion von Zellen, Proteinen und Enzymen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau sowie die Funktion der DNA. verstehen den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion auf Molekülebene. stellen Unterschiede zwischen DNA und RNA gegenüber. lernen die Bedeutung der DNA im menschlichen Körper kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren in verschiedenen Medien und Informationsquellen. analysieren digitale Inhalte und wählen diese bei ihrer Recherche kritisch aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in kleineren und größeren Gruppen miteinander und fördern dabei ihre Kommunikations- und Teamfähigkeit. kommunizieren sachlich.

Dieser Projektvorschlag "Afrikas politische Perspektiven" - ein exemplarischer Auszug aus der CD-ROM "Globales Lernen mit Disneys König der Löwen" - vermittelt ein differenziertes Bild der ökonomischen und sozialen Situation in den Ländern Schwarzafrikas. Afrika bleibt für Europa in vielerlei Hinsicht der "dunkle, schwarze Kontinent". Ungeachtet ihrer unterschiedlichen kulturellen Traditionen und politischen Entwicklungen, hängt allen 60 Staaten des Kontinents das Klischee des "Krisen- und Kriegskontinents" an. Dieser Projektvorschlag analysiert nicht allein die Probleme, sondern auch die unterschiedlichen Lichtblicke auf dem Kontinent. Ziel ist die Vermittlung eines differenzierten Afrika-Bildes. 60 Staaten, ein Klischee Afrika ist in unseren Köpfen ein Krisen- und Katastrophen-Kontinent. Dies hat seine Berechtigung, allerdings auch fatale Konsequenzen. Dazu gehört, dass ein solches Afrikabild ein einheitliches Klischee zu rund 60 verschiedenen Staaten produziert und die Tatsache unterschlägt, dass die Mehrheit der rund 650 Millionen Bewohner Schwarzafrikas trotz schwierigster politischer und ökonomischer Rahmenbedingungen ihren Lebensunterhalt bestreitet und ein Leben jenseits absoluter Armut führt. Katastrophenbilder motivieren nicht Katastrophenbilder haben außerdem zur Folge, dass viele Menschen - nicht nur Schülerinnen und Schüler - jede Beschäftigung damit als Zumutung empfinden und natürlich auch jegliche Option auf Veränderung für aussichtslos halten. Wer diese Folgen vermeiden will, muss bemüht sein, ein differenzierteres Afrikabild in Schulen und anderen Kontexten zu vermitteln. Wichtig ist dabei ein Lernansatz, der auf die Fähigkeit abzielt, die Welt auch aus der Perspektive anderer Menschen und Völker zu betrachten. Gesamtgesellschaftliche Probleme und Lichtblicke Bei all dem kann es nicht darum gehen, die sozialen, politischen und ökonomischen Missstände in Afrika zu leugnen. Alle internationalen Statistiken weisen Afrika den niedrigsten sozialen Entwicklungsstand zu - bei einer Höchstzahl militärischer und politischer Konflikte und einem nur minimalen Anteil an den globalisierten ökonomischen Prozessen. Angesichts von Armut, Hunger, Krieg, AIDS und ökonomischem Stillstand ist der Selbstbehauptungswille der kleinen Leute, der mühsame, aber meist erfolgreiche Überlebenskampf des größeren Teils der Bevölkerung, eindrucksvoll. Auch dieser Lebensmut und die kreative Suche nach Nischen für das ökonomische Überleben gehören zu Afrika, wie im übrigen auch die erfolgreichen Sportlerinnen und Sportler oder die Musik, die ein großes Publikum jenseits von Afrika beeindruckt. Krisenkontinent Afrika Ohne Zweifel hemmen Krisen und Kriege die Entwicklung vieler afrikanischer Länder. Informationen über die Ursachen, aber auch über positive demokratische Tendenzen, finden Sie hier . Afrika im Unterricht: didaktische Überlegungen Mehr Informationen zu den thematischen Aspekten, die bei einer differenzierten unterrichtlichen Analyse der politischen Perspektiven Afrikas berücksichtigt werden sollten, finden Sie hier . Ethnische Konflikte als Bremse Alle Ansätze einer positiven Entwicklung sind auf dem afrikanischen Kontinent immer wieder bedroht durch die Dominanz von Gewalt, die sich in vielen Regionen Afrikas rasant ausgebreitet hat. Kriegerische Konflikte militärisch hoch gerüsteter Gruppen sind weit verbreitet. Die häufig ethnisch begründeten oder ethnisch aufgeladenen Konflikte zwischen Regierungen, Warlords und Regionalfürsten lähmen das afrikanische Entwicklungspotential, verhindern ökonomische Fortschritte und lassen alle Entwicklungspläne zur Makulatur verkommen. (Diese Aspekte greift das Arbeitsblatt "Kriegskontinent" auf.) Krieg um Rohstoffe Häufig sind lukrative Rohstoffquellen (vor allem Diamanten, Gold, Koltan) der Stoff, aus dem die Kriege sind oder aus dem sie bezahlt werden. Diese Gewaltmärkte verhindern soziale Entwicklung, ohne dass die Aussicht besteht, dass die staatliche Macht der Zentralregierung dagegen einschreiten könnte oder wollte. Häufig paktieren die Staatsbediensteten sogar mit diesen Gruppen oder aber sie sind nur gegen erhebliche Geldtransfers bereit, ihrer Pflicht nachzukommen. Diese weitverbreitete Korruption ist häufig auch von afrikanischen Intellektuellen beklagt worden und findet etwa im Korruptionsindex von Transparency International ihren Niederschlag. (Diese Aspekte thematisiert das Arbeitsblatt "Handy-Kongo" .) Außer-afrikanische Staaten nehmen Einfluss An der gesamtwirtschaftlichen Situation nicht ganz unschuldig sind westliche Firmen und Regierungen, die sich gerne willfähriger Lokalfürsten bedient haben, um ihre Interessen durchzusetzen. Dies galt für die Zeit des Kolonialismus, aber auch in den Zeiten des Kalten Krieges. Während des Ost-West-Konfliktes durften sich afrikanische Regierungen westlicher oder östlicher Unterstützung sicher sein, sofern sie nur auf der richtigen Seite standen. Doch mit dem Ende dieser Ära besteht auch die Chance, die internationale Zusammenarbeit auf Entwicklungsziele und die Einhaltung der Menschenrechte auszurichten. Das Märchen von der afrikanischen Unschuld Im ökonomischen Bereich sind die Außenbeziehungen Afrikas noch immer von extremer Ungleichheit geprägt. In den Bereichen Welthandel, Investitionen, Finanzpolitik und Verschuldung, Kommunikationswege und Kulturaustausch ist die relative Schwäche der afrikanischen Position unübersehbar. Dies verstehen viele Machthaber Afrikas als Einladung, alle Missstände Afrikas auf den Westen zu schieben. Doch die Ursachen für die sozialen, ökonomischen und politischen Notlagen liegen ganz sicher nicht nur in den internationalen Beziehungen, und Afrika ist weder ohnmächtig noch unschuldig an der Misere, wie es viele Diktatoren uns glauben machen wollen. Verwirklichung von "Good Governance" Eine Befreiung aus der afrikanischen Tragödie wird nur gelingen, wenn man diese Befreiung nicht nur den afrikanischen Führern überlässt, sondern demokratiefreundliche Strukturen schafft und auf eine stärkere Partizipation der Bevölkerung setzt. Diese muss in demokratischen Prozessen die Möglichkeit haben, ihre Interessen einzubringen, ohne dass dies allerdings in tribalistischer Dominanz über Minoritäten endet. Engagierte Menschen kämpfen in verschiedenen Ländern Afrikas für eine solche Demokratisierung. Die afrikanischen Regierungen hätten in diesem Zusammenhang die Aufgabe, solche Beteiligungen der Zivilgesellschaft zu fördern und für verlässliche Rahmenbedingungen zu sorgen. Eine solche "Good Governance" zu unterstützen ist auch die Aufgabe einer neuen Afrikapolitik für den Westen. (Diese Aspekte thematisiert das Arbeitsblatt "gutes-Regieren" .) Wege aus der Krise Erste Ansätze für diesen Weg gibt es. Die Entschuldung der ärmeren Entwicklungsländer wird seit zwei Jahren mit der Verpflichtung kombiniert, nationale Pläne zur Armutsreduktion aufzustellen und auch die Entwicklungszusammenarbeit/Entwicklungshilfe orientiert sich an einer neuen Partnerschaft, in der beide Seiten ihre Verpflichtungen kennen und wahrnehmen. Vielleicht ist auch der Zusammenschluss der afrikanischen Länder zur "African Union" ein Schritt, zumindest langfristig diese politischen Prozesse zu befördern. Immer aber wird es darum gehen, dass die Länder und Völker Afrikas einen eigenen politischen Weg finden, der auch ihr traditionelles Erbe nicht außer Acht lässt. Unser Afrika-Bild: Klischees und Abwertungsmechanismen Eine Beschäftigung mit den "politischen Perspektiven Afrikas" kann nicht nur die Vermittlung von neuen Fakten und Zusammenhängen über politische Systeme in Afrika bedeuten, obwohl in der Tat das Wissen über diesen Kontinent gering ist und - wenn man einer Untersuchung von Schmidt-Wulfen (1999) glauben will - auch im Laufe der Schulzeit nicht besonders zuzunehmen scheint. Vielmehr scheint es erforderlich, dass wir uns auch im Unterricht mit den Klischees, Vorurteilen und Abwertungsmechanismen beschäftigen, die unser Afrika-Bild prägen und wirksam sind, noch bevor der erste Versuch gestartet wurde, im Unterricht über Afrika zu sprechen. Medienkritische Reflektion Unsere "Bilder von Afrika" sind weitgehend medial geprägt. So gilt es zunächst, dieses mediale Afrikabild zu reflektieren. Hierzu können die Arbeitsblätter "Bild-von-Afrika", "Korrespondent-in-Afrika" und "Zeitungsanalyse-Afrika" dienen, die Sie auf der Startseite der Unterrichtseinheit "Afrikas politische Perspektiven" herunterladen können. Aufschlussreich und empfehlenswert als Hintergrundinformation für alle Lehrerinnen und Lehrer zum Afrikabild in unseren Köpfen ist die Studie "Afrika in deutschen Medien und Schulbüchern" von Anke Poenicke (siehe Zusatzmaterial im Download-Bereich der Unterrichtseinheit "Afrikas politische Perspektiven" ). Aspekte afrikanischer Wirklichkeit Darüber hinaus zielen die hier formulierten didaktischen Vorschläge darauf ab, bestimmte Aspekte der afrikanischen Wirklichkeit (zum Beispiel die Kriegssituation, Außenhandelsprobleme, Korruption) den Schülerinnen und Schülern näher zu bringen. Dadurch soll eine vertiefte Sichtweise wichtiger ökonomischer und politischer Probleme möglich werden, wobei diese Probleme durchaus nicht als Binnenprobleme Afrikas, sondern auch als "Nord-Süd-Beziehungsprobleme" gesehen werden. Dies kommt auch da zum Ausdruck, wo sich die didaktischen Vorschläge auf Wege aus der afrikanischen Krise beziehen, auf nationale und internationale Bemühungen, zu neuen politischen Strukturen und ökonomischen Beziehungen zu kommen. Komplexe Strukturzusammenhänge Heilswege aus Armut und Elend können jedoch nicht versprochen werden. Lernen über die "politischen Perspektiven Afrikas" bedeutet auch, komplexe Strukturzusammenhänge zur Kenntnis zu nehmen und es auszuhalten, dass weder die internationale Staatengemeinschaft noch einzelne Regierungen mit kurzfristig wirkenden Maßnahmen das Steuer völlig herumwerfen können. Der politische Wille zur Veränderung braucht langen Atem.

Ziel ist es, den Lernenden einen erweiterten Horizont der Struktur-Funktions-Beziehung von photosynthetisch aktiven Strukturen in phototrophen Mikro- und Makroalgen und deren Wechselwirkungen mit dem artspezifischen Lebensraum zu erläutern. Neben den grünen Chlorophyllen und gelb-orangenen Carotinoiden in Pflanzen haben Cyanobakterien und Rotalgen zusätzliche Lichtantennenkomplexe entwickelt, die sogenannten Phycobilisome, die aus verschiedenen Phycobiliproteinen (blau: C-Phycocyanine und Allophycocyanin und rot: Phycoerythrine) bestehen. Zu diesem Zweck wurden einfach durchzuführende Experimente mit einer Unterrichtsreihe entwickelt, die den Lernenden der Sekundarstufe II die bunte Welt der Photopigmente und Phycobiliproteinen näherbringen sollen.Schon bereits etablierte Versuche zur Fest-Flüssig-Extraktion von Photopigmenten aus Zellen höherer Pflanzen öffnen den Schülerinnen und Schülern deren bunte Vielfalt und rücken das Blatt als Organ der Photosynthese in den Fokus. Analog zu diesen Methoden können Photopigmente und Phycobiliproteine aus den phototrophen Mikro- und Makroalgen gewonnen werden und ein neues Feld an Lehr-Lern-Kontexten und Relevanzen öffnen. Die dafür geeigneten und verwendeten Mikro- und Makroalgen Chlorella vulgaris (Mikroalge), Arthrospira platensis (Mikroalge) und Palmaria palmata (Makroalge) sind in schon pulverisierter Form leicht und kostengünstigen käuflich zu erwerben. Die in dem Versuchsprotokoll gewählte Methode folgt den standardisierten Versuchsschritten einer Fest-Flüssig-Extraktion. Das methodische Vorgehen kann für die Schülerinnen und Schülern anhand des Vorgehens bei dem Zubereiten von Kaffee leicht und alltagsnah erklärt werden. Für die Fest-Flüssig-Extraktion werden fünf Versuchsansätze mit den jeweiligen Extraktionsmittel (Wasser oder acetonhaltiger Nagellackentferner) gewählt, wobei alle verwendeten Materialien kostengünstig in Drogerien oder Lebensmittelgeschäften erhältlich sind und die erforderlichen Sicherheitsstandards in Schulen erfüllen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die beschriebenen Experimente auf verschiedene Bildungsniveaus zuzuschneiden. Zusammen mit dem dazu entwickelten Unterrichtskontext veranschaulichen die Experimente grundlegende chemische Konzepte in einem biologischen Kontext und führen wissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen ein. Die Experimente liefern weitere Lernkontexte, die neben der Einführung in die Methoden zur Fest-Flüssig-Extraktion auch Bezüge zur Löslichkeit von lipophilen und hydrophilen Pigmenten aus phototrophen Organismen schließen können und Lehr-Lern-Kontexte zu molekularer Polarität, zwischenmolekulare Kräfte und Löslichkeitskonzepte ermöglichen.Photopigmente nehmen eine wesentliche Rolle in der Photosynthese ein und halten demnach eine Funktionsvielfalt inne, die nahezu jeden Aspekt unseres Lebens beeinflusst. Sie können daher für Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler von chemischen und biologischen Struktur-Funktions-Zusammenhängen in der realen Welt von entscheidender Bedeutung sein und tragen demnach eine einflussreiche Rolle im Wissensaufbau zu Charakteristika der Naturwissenschaften. Im Zuge des immer weiterwachsenden Trends zur pflanzenbasierten Ernährung erhalten Mikro- und Makroalgen Einzug in die Lebensmittelregale. In der Küche findet man sie nicht nur als Gewürz, sondern spielen auch ihre Pigmente als natürliche Farbstoffe in der Lebensmittel- und Textilindustrie eine wesentliche Bedeutung. Die alltagsnahe Relevanz eröffnet zahlreiche Potentiale diese Zusammenhänge im Chemieunterricht zu verdeutlichen und den Lernhorizont der Schülerinnen und Schüler zu erweitern. Vorkenntnisse von Lehrenden und Lernenden Spezifische Vorkenntnisse sind zur Durchführung der Unterrichtreihe vorteilhaft. Thematisch kann die Reihe in den biologischen Kontext der Photosynthese eingeordnet werden. Dabei sollten Begriffe wie beispielsweise Lichtsammelkomplexe, Photopigmente und deren Funktion im Lichtsammelkomplex höherer Pflanzen vorausgesetzt sein und das Bewusstsein der Vielfalt an phototrophen Organismen bestehen. Darüber hinaus sollten physikalische Zusammenhänge zur Optik und Begriffe wie Absorption, Absorptionsspektren, Wellenlänge verstanden sein. Im chemischen Kontext ist grundlegendes Wissen und Verständnis zu molekularen Polaritäten, zwischenmolekularen Kräften, Löslichkeitskonzepten und Chromatographie vorauszusetzen. Die Experimente zur Extraktion von Photopigmenten und Phycobiliproteinen aus Mikro- und Makroalgen folgen einem forschungsorientierten methodischen Vorgehen und stehen im Zuge der Entwicklung der Experimentierkompetenz der Schülerinnen und Schüler im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung. Die Möglichkeit besteht die beschriebenen Experimente auf verschiedene Bildungsniveaus zuzuschneiden, vielfältig auszuweiten und detaillierte Fokussierung von mehreren Themenkomplexen fachspezifisch herauszustellen. Aufgebaut ist die Unterrichtsreihe auf der Analyse der Pigmentzusammensetzung der Mikro- und Makroalgen in Abhängigkeit des verfügbarem Lichtspektrums beziehungsweise der verfügbaren Lichtqualität und Temperaturen und zielt auf die besondere Fähigkeit der Cyanobakterien zur chromatischen Adaption, um so die Photosyntheseffizienz zu steigern. Die artspezifische Pigmentzusammensetzungen werden durch die Experimente qualitativ sowie quantitativ für die Schülerinnen und Schüler sichtbar und photometrisch messbar. Voraussetzung ist die Verfügbarkeit von photometrischen Messgeräten in der Schule beziehungsweise auf das portable, modulare und kostengünstige Low-Cost-Photometer von desklab zurückgegriffen werden. Der Austausch mit Peers steht aufgrund der Gruppenarbeit oder Paararbeit, je nach Kursgröße, im Vordergrund. Bei dem Experimentieren unterstützen sich so die Schülerinnen und Schüler gegenseitig und leiten selbstständig den Experimentierprozess. Besonderheit aller Experimente ist, dass alle verwendeten Geräte, Gebrauchs- und Verbrauchsmaterialien kostengünstig in Drogerien oder Lebensmittelgeschäften erhältlich oder sogar schon im Haushalt zu finden sind. (Hinweis: Eine zusätzliche Unterstützungsmöglichkeit bei der Durchführung des Unterrichtskonzepts ist die besondere methodische Herangehensweise in Experimentierkisten, welche nicht nur als Transportmedium für alle Materialien und Geräte dient, sondern auch den Wissenstransfer zwischen Universität und Schule symbolisiert und den Transport von Wissensgut ermöglicht. Für Lehrkräfte aus Rheinland-Pfalz besteht die Möglichkeit diese Experimentierkiste auszuleihen.) Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen (nach dem DigCompEdu Modell) Die Lehrenden sollten dazu in der Lage sein, die Unterrichtsreihe gezielt durch digitale Medien zu untermauern. Beispielsweise ist es möglich, ein digitales Laborbuch zu den Versuchsreihen anzulegen und die Datenanalyse mit einer Softwarelösung vorzunehmen. Das digitale Laborbuch kann zur Dokumentation aber auch als Interaktionstool genutzt werden und im Rahmen eines kollaborativen Doc's-Tool umgesetzt werden. Die Lehrkraft soll so in der Lage sein, die Lernende zu befähigen, digitale Medien im Rahmen der Gruppenarbeiten zu nutzen, um die Kommunikation und Kooperation innerhalb der Lerngruppe zu verbessern. Die Lernenden können in der Form des digitalen Laborbuches experimentelle Erkenntnisse und Fortschritte dokumentieren, diese kommunizieren und gemeinsam Auswertungen und Diskussionspunkte erarbeiten. Sicherzustellen sind Internetzugang und die Verfügbarkeit von Endgeräten für die Schülerinnen und Schüler. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen eigenständig Experimente zur Extraktion von Photopigmenten und Phycobiliproteinen aus Mikro- und Makroalgen durch und verwenden die Photometrie als analytische Methode zur Quantifizierung der Pigmentzusammensetzungen der unterschiedlichen Mikro- und Makroalgen. beschreiben die chemischen Eigenschaften und Funktionen der grünen Chlorophyllen, gelb-orangenen Carotinoiden und die sogenannten Phycobilisome, die aus verschiedenen Phycobiliproteinen (blau: C-Phycocyanine und Allophycocyanin und rot: Phycoerythrine) bestehen, im Lichtantennenkomplex von Mikro- und Makroalgen. erläutern Struktur-Funktions-Beziehung von photosynthetisch aktiven Strukturen in phototrophen Mikro- und Makroalgen und deren Wechselwirkungen mit dem artspezifischen Lebensraum. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden im Experimentierprozess zur Erkenntnisgewinnung den systematischen Umgang mit Variablen an, um den Einfluss der abhängigen Variable zu untersuchen. setzen die angewandten Methoden und experimentellen Vorgehensweisen in den einzelnen Versuchsschritten in Zusammenhang mit der dadurch implizierten Wirkung und definieren beispielsweise das Mörsern als eine Methode zum mechanischem Zellaufschluss. nutzen naturwissenschaftliche Arbeitsweisen (zum Beispiel Experimentieren, Beobachten, Messen, ...). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stehen in der Gruppenarbeit im Austausch mit der Peer-Gruppe, wodurch ein Peer-Coaching explizit erfordert wird. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler analysieren die aus den Experimenten gewonnen Daten, interpretieren und bewerten sie, um Rückschlüsse auf die industrielle Verwendung der Mikro-/Makroalgen zu ziehen. kommunizieren Mikro-/Makroalgen als eine biotechnologische Lösung im Hinblick auf den Klimawandel. Literaturhinweise Zum Nachlesen: Zu der Versuchsreihe erscheint ein Artikel in der Zeitschrift "Journal of Chemical Education": L., Geuer; N., Erdmann; M., Lorenz; H., Albrecht; T., Schanne; M., Cwienczek; D., Geib; D., Strieth; R., Ulber; Colourful diversity - Modified methods for extraction and quantification of photopigments and phycobiliproteins isolated from phototrophic micro- and macroalgae" in der Zeitschrift "Journal of Chemical Education; Journal of Chemical Education; (2022) angenommen.

Diese Unterrichtseinheit verbindet die Themen Elektroschrott und Kinderrechte. Die Schülerinnen und Schüler lernen die zehn grundlegenden Kinderrechte der Vereinten Nationen kennen. In Rollenspielen erarbeiten sie, dass die Rechte von Kindern, die auf E-Schrott-Deponien nach Wertstoffen suchen, anstatt zur Schule zu gehen, massiv verletzt werden. Im Zentrum dieser Unterrichtseinheit steht die Erarbeitung von Rollenspielen. Zunächst reflektieren die Schülerinnen und Schüler ihr eigenes Wohlbefinden und setzen es in Bezug zu den Lebensbedingungen jener Kinder, die auf den Elektroschrottdeponien arbeiten. Gemeinsam überlegen die Schülerinnen und Schüler, welche der zehn grundlegenden Kinderrechte für die Kinder, die auf der Elektroschrottdeponie in Agbogbloshie (Ghana) arbeiten, nicht gelten. In Rollenspielen vertiefen sie dann vier einzelne Kinderrechte: (1) Recht auf Gesundheit, (2) Recht auf Lernen und Bildung, (3) Recht auf freie Meinung und Beteiligung sowie (4) Recht auf Spielen und künstlerisch tätig sein. Verknüpfung zu vorangegangenen Einheiten Diese Unterrichtseinheit greift das Wissen der Kinder aus der vorangegangenen Unterrichtseinheit auf. Die Schülerinnen und Schüler hatten die E-Schrott-Müllhalde Agbogbloshie im afrikanischen Accra (der Hauptstadt von Ghana) kennengelernt, auf der sich durch illegale Transporte Elektroabfälle aus der ganzen Welt angesammelt haben. Arme Kinder und Jugendliche verbrennen dort den Schrott, um an die in ihm enthaltenen Wertstoffe zu gelangen und damit etwas Geld zu verdienen. Dabei werden sie häufig schwer krank. Kinderrechte und Kinderarbeit Die Schülerinnen und Schüler haben verstanden, dass nicht alle Kinder auf der ganzen Welt zur Schule gehen können, dass sich nicht überall um ihre Gesundheit gesorgt wird, dass ihre Mitsprache und Beteiligung in manchen Ländern kaum gefördert wird und dass es ein großes Privileg ist, wenn ein Kind ein Hobby ausüben darf oder in seinen Interessen gefördert wird. Immer dort, wo Kinder für den Lebensunterhalt ihrer Familien arbeiten müssen, werden die Rechte von Kindern verletzt. Die Schülerinnen und Schüler erkennen insbesondere, dass auch unser Elektroschrott beziehungsweise das fehlende Recycling und die enorme Verschwendung (in kurzen Abständen neue Geräte) mit dafür verantwortlich sind, dass Kinder in ärmeren Regionen der Welt krank werden und keine Schule besuchen können. In den beiden Videos zum Einstieg werden die Kinderrechte lebendig, kurzweilig und kindgerecht erklärt. Sie sind dabei so kurz und so unterschiedlich in der Ansprache der Kinder, dass es dieses wichtige Thema gut verträgt, von gleich zwei kurzen filmischen Sequenzen eingeleitet zu werden. Sachinformation für Lehrkräfte Das Kinderhilfswerk der Vereinten Nationen heißt UNICEF (United Nations Children’s Fund) und wurde 1946 angesichts der Not vieler Kinder nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs gegründet. Es setzt sich für den Schutz und die Verwirklichung der Kinderrechte ein, die einem Kind ungeachtet seiner Hautfarbe, Religion, Sprache, Herkunft oder sonstigen Status zustehen. Mittlerweile sorgt das UN-Kinderhilfswerk dafür, dass die Rechte der Kinder in jedem Land der Erde geachtet werden – besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern. Auf Grundlage der Kinderrechtskonvention, die 1989 verfasst und 1992 von Deutschland ratifiziert wurde, unterstützt UNICEF in über 190 Ländern Programme, damit Kinder ihr Recht auf Überleben, Lernen, Schutz vor Gewalt und Ausbeutung, eine saubere Umwelt sowie Chancengerechtigkeit verwirklichen können. Im Zentrum dieser Arbeit steht die UN-Kinderrechtskonvention. UNICEF fasst die 54 Artikel in 10 Grundrechten zusammen. Diese sind eng verbunden mit der Allgemeinen Erklärung der Menschenrechte. Die 10 Grundrechte lernen die Schülerinnen und Schüler in Arbeitsblatt 01 kennen. Anhand dieser Kinderrechte bewerten sie die Lebensbedingungen der Kinder auf der E-Schrott-Müllhalde in Ghana und üben sich im Rahmen von Rollenspielen darin, sowohl Argumente für das Einhalten von Kinderrechten auszutauschen als auch, sich in die Rolle eines betroffenen Kindes einzufühlen. Quelle: zitiert nach UNICEF im Einsatz für die Rechte von Kindern, in: https://www.unicef.de/informieren/ueber-uns/fuer-kinderrechte Rollenspiele in der Grundschule Rollenspiele sind eine wertvolle Methode, um reale Situationen nachempfinden zu können. Sie dienen zudem der Wiederholung, Überprüfung und Festigung des Gelernten. Außerdem macht es vielen Kindern Freude, als Schauspielerinnen und Schauspieler aufzutreten. In dem Arbeitsblatt 03 für Lehrkräfte sind einige wichtige methodische Hinweise zusammengeführt. Im Fokus der Methode des Rollenspiels steht die Förderung der Sozialkompetenzen: Die Schülerinnen und Schüler lernen nicht nur, Diskussionen argumentativ zu führen, sondern auch, sich in andere Menschen hineinzuversetzen und unterschiedliche Meinungen verbal zu begründen und zu verteidigen. Unterstützung brauchen die Schülerinnen und Schüler gegebenenfalls darin, sich auf das konkrete Kinderrecht ihrer Rollenspiel-Gruppe zu konzentrieren. Dabei geht darum, den wünschenswerten Schulbesuch des Kindes Themba in Verbindung zu setzen mit dem Gruppe 1: Recht auf Gesundheit (zum Beispiel dadurch, dass Kinder in der Schule gemeinsam essen, etwas über gesunde Ernährung erfahren, gemeinsam Sport machen, ihr Gehirn trainieren). Gruppe 2: Recht auf Lernen und Bildung (zum Beispiel dadurch, dass sie in der Schule rechnen und schreiben lernen und später einen guten Beruf ergreifen können; dass sie viel Wichtiges und Neues lernen, etwa über Elektro-Schrott, dass sie eine Schulbibliothek nutzen können). Gruppe 3: Recht auf freie Meinung und Beteiligung (zum Beispiel dadurch, dass sie im Klassenverband oder einer AG lernen, in einer Gruppe zu sprechen, mit anderen zu diskutieren; zu sagen, was ihnen gefällt und was nicht, Vorschläge einzubringen). Gruppe 4: Recht auf Spielen und künstlerisch tätig zu sein (zum Beispiel dadurch, dass sie in der Schule mit Kunst, Musik und Theater vertraut werden, in der Pause Kinder zum Spielen treffen, in AGs basteln, handarbeiten oder werken können). Fächerübergreifend lernen: Kinderrechte und Theater Kinderrechte und/oder die UN-Kinderrechtskonvention sind zwar nicht in allen Bildungs- und Rahmenplänen der Bundesländer explizit genannt. Sie können jedoch allgemein im Rahmen der Erziehung zu Demokratie und zur Werteerziehung eingesetzt werden; konkret in den Fächern Sachkunde, Religion/Ethik oder Praktische Philosophie. Über das Thema Rollenspiele lassen sich sehr gut Kontakte zu lokalen Theatergruppen sowie kommunalen und freien Theatern knüpfen. Auch bei solchen Kooperationen ist die Bandbreite enorm. Viele Theater bieten eigene Schulvorführungen an; andere bieten an, dass Schauspielerinnen und Schauspieler die Schule besuchen und zum Beispiel Workshops zum Thema Gestik, Mimik und Körpersprache geben. Die vielfältigen Möglichkeiten an künstlerischer Arbeit bieten insbesondere Kindern, die einer besonderen Förderung bedürfen, Chancen des Ausprobierens und des Könnens. Wenn die Rollenspiele in dieser Unterrichtseinheit per Smartphone aufgezeichnet würden, wäre dies eine gute Gelegenheit, mit ein oder zwei Schauspielerinnen und Schauspielern – oder einer in dieser Hinsicht erfahrenen Lehrkraft – gemeinsam auszuprobieren, wie die Rollenspiele unter schauspielerischen Gesichtspunkten optimiert, ausgebaut und zu einem kleinen Theaterstück erweitert werden können. Fachliche und methodische Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler sammeln in der Vorbereitungsphase Wissen und erarbeiten Argumente. transferieren Fachwissen in Handlungen. vertiefen ihr Wissen über die sozialen Auswirkungen unseres Umgangs mit Elektroschrott auf andere Kinder in Entwicklungsländern. lernen in einem kindgerechten Ansatz die Kinderrechte und Beispiele für deren Dimensionen kennen. erfahren, dass Kinderrechte von 190 Staaten anerkannt werden. stellen Konflikte dar. lernen Fachwörter der Arbeit im Theater kennen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschaffen in Gruppenarbeit gemeinsam Informationen, werten diese aus, suchen und prüfen Argumente. fokussieren sich auf eine bestimmte Rolle und die dazu passende Argumentation, verlieren aber auch die Positionen der anderen nicht aus den Augen. üben sich im schauspielerischen Auftreten und Sprechen vor einer Gruppe beziehungsweise betreten eine improvisierte Bühne. lernen ansatzweise, auf Gesicht, Bewegung oder Stimme zu achten. schulen die eigene Ausdrucksfähigkeit. entwickeln ein Verständnis für Heterogenität und die unterschiedlichen Talente in ihrer Gruppe. schulen ihre Kreativität, zum Beispiel wenn es darum geht, Requisiten zu überlegen und einzubinden. können das gemeinsame Rollenspiel als verbindendes Gruppenerlebnis wertschätzen.

In dieser Unterrichtseinheit werden am Beispiel Insulin Proteindatenbanken und kostenlose Molekülbetrachter wie RasMol vorgestellt. Diese Datenbanken bieten die Möglichkeit, mithilfe des Computers Aspekte der Struktur-Funktionsbeziehung auf molekularer Ebene so anschaulich darzustellen, wie dies im Unterricht mit keinem anderen Hilfsmittel möglich ist.Möchte man die Raumstruktur eines Proteins in einem Molekülmodell darstellen, so benötigt man die Raumkoordinaten jedes einzelnen Atoms. Polypeptidsequenzen, für die diese Raumkoordinaten bereits bekannt sind, werden in der Regel in Datenbanken im Internet veröffentlicht. Von dort kann man sie auf den eigenen Rechner laden und als 3D-Molekülmodell visualisieren. Diese Unterrichtsheit zeigt am Beispiel des Insulins, wie am Rechner 3D-Molekülmodelle visualisiert werden können. In diesem Zusammenhang wird auch die Fragestellung nach dem Einsatz von Schweineinsulin und gentechnisch verändertem Insulin beim Menschen erörtert. Die Arbeit mit der Proteindatenbank schafft ein Bewusstsein dafür, wie wichtig das Internet als Drehscheibe für Biodaten und die freie Zugänglichkeit von Forschungsergebnissen für die tägliche Arbeit der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft ist. 3D-Computermodelle im Unterricht Der vollständige Weg von der Peptidsequenz zum dreidimensionalen Computermodell eines Proteins ist schwierig zu vermitteln, da sehr viele mathematische und physikalische Details in ihm stecken. Die räumliche Darstellung eines Proteins, zum Beispiel eines Stoffwechselenzyms oder eines Transportmoleküls wie des Sauerstoff bindenden Myoglobins, ist jedoch sehr wichtig für das Verständnis seiner Funktion. Dies soll auch der Lehrer-Online-Artikel Die dreidimensionale Hämoglobinstruktur verdeutlichen. Die räumliche Struktur von Substratbindungsstellen steht in direkter Beziehung zur Raumstruktur der Substrate (Schlüssel-Schloss-Prinzip) und damit zur Substratspezifität der Enzyme. Auch die Wirkung kompetitiver Hemmstoffe oder allosterischer Regulatoren können mithilfe einer interaktiven 3D-Struktur der Biomoleküle besser verdeutlicht werden, als dies durch andere Lehrmittel möglich ist. Arbeit mit Datenbanken im Biologie-Unterricht Die in den beiden Arbeitsblättern gestellten Aufgaben sollen zum einen dazu beitragen, die Wichtigkeit von Proteindatenbanken in der Hinsicht auf die Vergleichsmöglichkeiten (Zugehörigkeit eines Proteins zu einer "Proteinfamilie") von Sequenzen zu zeigen. Zum anderen soll die Medienkompetenz der Schülerinnen und Schüler - der Zugang zu einer Datenbank und der Umgang mit einem Visualisierungsprogramm - geschult werden. Die Arbeit mit Originaldaten, die Forscherinnen und Forscher im Internet veröffentlicht haben und die täglich von der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft genutzt werden, wirkt auf die Lernenden motivierend. Außerdem entwickeln sie ein Bewusstsein dafür, wie wichtig es für die modernen Biowissenschaften ist, dass Forschungsergebnisse frei zur Verfügung stehen und welche Rolle dabei das Internet spielt, das als Informationsquelle aus dem täglichen Forschungsbetrieb der Molekularbiologen nicht mehr wegzudenken ist. Unterrichtsverlauf "Proteinmodelle im Unterricht" Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits Kenntnisse über Aminosäuren, den Aufbau der Peptidbindung, Primär- und Sekundärstrukturen sowie Wechselwirkungen zwischen den Peptidketten haben und mit dem Computer sicher umgehen können. Gegebenenfalls muss eine Einführung in RasMol und die Nutzung einer Datenbank eingebaut werden. Je nach Schwierigkeitsgrad des Unterrichts und der Vorbildung der Lernenden können die Methodik der Röntgenstrukturanalyse und der Kernmagnetischen Resonanz (NMR) genauer analysiert werden. Fachlicher Hintergrund Informationen zum Weg von der DNA-Sequenz bis zur Tertiärstruktur eines Proteins und Infos zu dem für die Visualisierung im Unterricht benötigten Molekülbetrachter RasMol Die Schülerinnen und Schüler verstehen am Beispiel des Insulins den Zusammenhang zwischen der in einer Proteindatenbank gespeicherten Datei und der Umsetzung als Proteinmodell im Computer. können eine Sequenz aus einer Datenbank abrufen. können mit einem einfachen Visualisierungsprogramm wie RasMol umgehen. können die Vor- und Nachteile verschiedener Darstellungsarten (Kugelstabmodell, Proteinrückgrat und raumfüllendes Kalottenmodell) erkennen und diese mithilfe eines Programms umsetzen. erarbeiten grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau (die Tertiär- und Quartärstruktur) von Proteinen. können Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären. können Methoden zur Strukturaufklärung von Proteinen verstehen und wiedergeben. Aus der durch die DNA-Sequenz definierten Primärstruktur des Proteins lassen sich Sekundärstrukturbereiche (Faltblätter, Helices, ungeordnete Schleifen) vorhersagen, die durch Wechselwirkungen zwischen den Peptidbindungen und den Seitenketten der Aminosäuren entstehen. Um aber eine Aussage über die - wie es im Fachjargon so schön heißt - Struktur-Funktionsbeziehungen machen zu können, zum Beispiel im Zusammenhang mit den Eigenschaften des katalytischen Zentrums eines Enzyms, benötigt man noch die 3D-Struktur des Proteins in Verbindung mit weiteren Daten, wie zum Beispiel der spezifischen Bindung von Substraten oder Hemmstoffen. Erst dann können Aussagen über die Proteinfunktion auf der molekularen Ebene gemacht werden. Zur Aufklärung der vollständigen räumlichen Anordnung einer nativen Polypeptidkette, seiner Tertiärstruktur, muss zunächst ein hochreiner Proteinkristall "gezüchtet" werden. Hat man ein geordnetes Proteinkristallgitter erreicht, kann dieses mithilfe der Röntgenstrukturanalyse untersucht werden. Die Röntgenstrahlen werden beim Durchtritt durch den Kristall (Wellenlänge im Ångström-Bereich, 1Å = 0,1 nm) gebeugt. Das entstehende Beugungsmuster wird entweder von einem elektronischen Detektor aufgefangen (Diffraktometer) oder mithilfe eines Films sichtbar gemacht. Durch ein mathematisches Verfahren (Fourier-Transformation) erhält man eine Elektronendichtekarte, aus der die Raumkoordinaten für jedes einzelne Atom im Kristall bestimmt werden können. Einfacher hat man es, wenn das Protein zu einer bereits bekannten Proteinfamilie gehört und eine starke Homologie zu einem Protein aufweist, dessen 3D-Struktur bereits aufgeklärt ist. Dann kann die Struktur des "neuen" Proteins durch eine Modellierung abgeleitet werden. Das Züchten von Proteinkristallen für die Röntgenstrukturanalyse ist keine triviale Angelegenheit. Um zum Erfolg zu kommen, wurden Proteinkristalle sogar schon im Weltraum gezüchtet, denn unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit sind die Voraussetzungen für die Herstellung fehlerfreier Kristalle besonders günstig. Insbesondere Membranproteine lassen sich nur schwer kristallisieren. In solchen Fällen kann die Struktur eines Proteins mittels NMR auch in Lösung ermittelt werden. Hierbei ergibt sich jedoch keine eindeutige Struktur, da sich die Atome des Proteins in diesem Zustand bewegen (siehe "Zusatzinformationen" auf der Startseite des Artikels). Die Raumkoordinaten von Proteinen werden in Form langer Listen in Online-Datenbanken gespeichert. Von dort kann man sie als Textdateien auf den eigenen Rechner laden und mit einem geeigneten Programm visualisieren. Ein solches Programm ist zum Beispiel das im Internet für schulische Zwecke frei erhältliche RasMol. Die Software bietet die Möglichkeit, aus den Koordinatenangaben der Datenbank dreidimensionale Proteinmodelle zu erstellen, die man um ihre Achsen rotieren lassen oder mit der Maus anfassen und beliebig drehen und wenden kann. Auch ein "Hineinzoomen" in die Moleküle ist möglich. Mit RasMol können Proteine in verschiedenen Darstellungsformen visualisiert werden (Kugelstabmodell, Proteinrückgrat und raumfüllendes Kalottenmodell). Heteroatome, Wasserstoffbrücken oder gebundene Wassermoleküle lassen sich oft anzeigen. Ein Nachteil des Programms ist, dass die Befehlssprache englisch ist und dass die Arbeit nur über die "Command line" läuft, die nicht sehr nutzerfreundlich ist. Empfehlenswert ist es, sich eine Liste der vom Programm erkannten Kommandos auszudrucken. Der vollständige Weg von der Peptidsequenz zum dreidimensionalen Computermodell eines Proteins ist schwierig zu vermitteln, da sehr viele mathematische und physikalische Details in ihm stecken. Die räumliche Darstellung eines Proteins, zum Beispiel eines Stoffwechselenzyms oder eines Transportmoleküls wie des Sauerstoff bindenden Myoglobins, ist jedoch sehr wichtig für das Verständnis seiner Funktion. Dies soll auch der Lehrer-Online-Artikel Die dreidimensionale Hämoglobinstruktur verdeutlichen. Die räumliche Struktur von Substratbindungsstellen steht in direkter Beziehung zur Raumstruktur der Substrate (Schlüssel-Schloss-Prinzip) und damit zur Substratspezifität der Enzyme. Auch die Wirkung kompetitiver Hemmstoffe oder allosterischer Regulatoren können mithilfe einer interaktiven 3D-Struktur der Biomoleküle besser verdeutlicht werden, als dies durch andere Lehrmittel möglich ist. Die in den beiden Arbeitsblättern gestellten Aufgaben sollen zum einen dazu beitragen, die Wichtigkeit von Proteindatenbanken in der Hinsicht auf die Vergleichsmöglichkeiten (Zugehörigkeit eines Proteins zu einer "Proteinfamilie") von Sequenzen zu zeigen. Zum anderen soll die Medienkompetenz der Schülerinnen und Schüler - der Zugang zu einer Datenbank und der Umgang mit einem Visualisierungsprogramm - geschult werden. Die Arbeit mit Originaldaten, die Forscherinnen und Forscher im Internet veröffentlicht haben und die täglich von der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft genutzt werden, wirkt auf die Lernenden motivierend. Außerdem entwickeln sie ein Bewusstsein dafür, wie wichtig es für die modernen Biowissenschaften ist, dass Forschungsergebnisse frei zur Verfügung stehen und welche Rolle dabei das Internet spielt, das als Informationsquelle aus dem täglichen Forschungsbetrieb der Molekularbiologen nicht mehr wegzudenken ist. Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits Kenntnisse über Aminosäuren, den Aufbau der Peptidbindung, Primär- und Sekundärstrukturen sowie Wechselwirkungen zwischen den Peptidketten haben und mit dem Computer sicher umgehen können. Gegebenenfalls muss eine Einführung in RasMol und die Nutzung einer Datenbank eingebaut werden. Je nach Schwierigkeitsgrad des Unterrichts und der Vorbildung der Lernenden können die Methodik der Röntgenstrukturanalyse und der Kernmagnetischen Resonanz (NMR) genauer analysiert werden.

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

Der 27. Januar ist offizieller Gedenktag für die Opfer des Nationalsozialismus. Das Erinnern bleibt 75 Jahre nach der Befreiung des Konzentrationslagers Auschwitz wichtig – und weit darüber hinaus.Das Konzentrationslager Auschwitz in der Nähe von Krakau ist zum Symbol des Holocaust und der menschenverachtenden Vernichtungspolitik der Nationalsozialisten geworden. Am 27. Januar 2020 jährte sich die Befreiung von Auschwitz durch Soldaten der Roten Armee zum 75. Mal. Wer die Bedeutung des Gedenktages und die Wirkung, die der Jahrestag in Politik und Medien hinterlässt, erfassen will, muss sich mit dem historischen Hintergrund auseinandersetzen. Wie wichtig diese Auseinandersetzung ist, zeigen die Stimmen unverbesserlicher Holocaust-Leugner. 75 Jahre nach dem Kriegsende sind sie – auch dank der Möglichkeiten des Internets – ungebrochen aktiv. Zeitzeugen: Geschichte für Gegenwart und Zukunft Der Versuch, ihre Gräuel ab August 1944 durch den Abtransport der Häftlinge in sogenannten "Todesmärschen" oder durch die Zerstörung der Krematorien und Anlagen zu beseitigen, ist den Nationalsozialisten nicht gelungen. Zwischen 1,1 und 1,5 Millionen Menschen wurden nach offiziellen Schätzungen der Gedenkstätte Auschwitz-Birkenau allein in den Lagern dort umgebracht. Rund 90 Prozent von ihnen waren Jüdinnen und Juden. Die Zahl der Ermordeten allein aber kann die Dimensionen des Schreckens nicht vermitteln. Es sind die Erzählungen von Überlebenden, die dem Schrecken und den Opfern ein Gesicht geben. Ihre Erinnerungen lassen sich nicht auslöschen. Oral History und Quellenkritik Das Internet erleichtert den Zugriff auf Zeitzeugenberichte. Einige Quellen liegen im Netz sogar als Audio-Dateien vor. Wenn der Geschichtsunterricht schon einmal auf Tondokumente und Zeitzeugenberichte zurückgreifen kann, sollten sie eingesetzt werden. Sie entfalten eine größere Wirkung als das geschriebene Wort, das sonst im Mittelpunkt der Quellenarbeit steht. Gleichzeitig bieten sie die Möglichkeiten, die Entstehung, Wirkung und Aussagekraft von Zeitzeugenberichten als Teil der Oral History zu reflektieren. Der Gedenktag in Politik und Medien Zur Erweiterung bietet sich die Einbeziehung politischer Reden oder der Medienberichte zum 75. Jahrestag der Auschwitz-Befreiung an. Welche Bedeutung Auschwitz als historisches und politisches Erbe der Deutschen hat und warum sich Gegenwart und Zukunft nicht ohne die Vergangenheit erklären lassen, könnten Diskussionspunkte im Unterricht sein. Auch der Zugriff auf Reden zum Gedenktag ist einfach, da viele Institutionen (zum Beispiel das Bundespräsidialamt, das Bundeskanzleramt, das Auswärtige Amt) die Reden der Amtsträger online dokumentieren (zum Beispiel im Bereich "Presseinformation" oder "Aktuelles"). Konkrete Links zu diesem Aspekt müssen die Schülerinnen und Schüler allerdings selbst recherchieren. Mögliche Unterrichtsschwerpunkte Nachdem sich die Schülerinnen und Schüler einen allgemeinen Überblick über die Geschichte des Konzentrationslagers Auschwitz verschafft haben, können sie sich arbeitsteilig verschiedenen Einzelaspekten widmen. Grundlagenwissen zur NS-Rassenideologie sollte in diesem Zusammenhang allerdings bereits vorhanden sein. Ein möglicher Aspekt der Gruppenarbeit ist das Schicksal von Kindern und Jugendlichen in Auschwitz. Was die Nationalsozialisten als "Vernichtung durch Arbeit" verstanden, wird beim Tagesablauf und dem Umfang der Essensrationen deutlich. Sie vermitteln konkrete Eindrücke von den Lebensumständen im Lager. Die menschenverachtende Perfidie des Systems zeigt sich außerdem in dem jüdischen "Sonderkommando". Jüdische Häftlinge wurden gezwungen, aktiv an der Vernichtung ihrer Glaubensgenossen und anderer Häftlinge mitzuwirken.Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über das Konzentrationslager Auschwitz und die Vernichtungspolitik der Nationalsozialisten. beleuchten in Gruppenarbeit verschiedene Aspekte des Lebens im KZ Auschwitz: zum Beispiel das Leben von Kindern und Frauen in Auschwitz, den Alltag im Konzentrationslager oder die Rolle des jüdischen "Sonderkommandos". erschließen und vergleichen die Quellen von überlebenden Zeitzeugen. analysieren die Bedeutung des politischen Gedenkens an den Holocaust am Beispiel aktueller Medienberichte oder Reden zum Gedenktag. nutzen das Internet als Informations- und Recherchemedium.

Die angemessene Gestaltung einer Präsentation ist gar nicht so einfach. Eine heikle Gestaltungsfrage ist stets die Einbindung animierter Schrift- und Grafik-Elemente. Hier kann man nämlich leicht zu viel des Guten tun. Der Entwurf einer Präsentation mit PowerPoint gehört zum Standard-Know-how kaufmännisch orientierter Berufe. Der steigende Legitimierungsbedarf des eigenen Handelns in Unternehmen und auch von außen macht es immer häufiger erforderlich, über Präsentationen eigene Positionen zu verdeutlichen. Der erfolgreiche Umgang mit Präsentationsmedien ist deshalb eine wichtige Befähigung im beruflichen Alltag eines kaufmännischen Mitarbeiters. Die Unterrichtsstunde kann Teil einer Unterrichtsreihe sein, in der Schülerinnen und Schüler arbeitsteilig zu "Grundlagen der EDV" eigene Präsentationen erstellen. Die vorgestellte Unterrichtsstunde kann aber problemlos in anderen Kontexten genutzt werden. Die Stunde dient dazu, Gütekriterien für den Einsatz von Animationen zu entwickeln und umzusetzen. Die erworbenen Fähigkeiten und Fertigkeiten sollen in der Folgestunde auf von Schülern und Schülerinnen selbst erstellte Präsentationen angewendet werden. Die Stunde ist so konzipiert, dass die Eigenständigkeit der Schülerinnen und Schüler, Informationen aufzunehmen und zielorientiert zu verarbeiten, gestärkt wird. Ablauf des Unterrichts und Einsatz der Materialien Voraussetzung für eine erfolgreiche Durchführung der Stunde ist die grundlegende Kenntnis über die Erstellung von Präsentationen in MS PowerPoint (Erstellung von Präsentationen mit der Folienlayoutfunktion, zwischen Ansichten wechseln, Folien verschieben, kopieren, löschen). Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich Gütekriterien für den Einsatz von Animationen und können diese bei der Gestaltung einer Präsentation anwenden. erkennen, wann Animationen angemessen oder unangemessen sind. lernen mit einem MS Office-Tool umzugehen. trainieren ihre Fähigkeit, sich aufgrund schriftlicher Anweisungen eine Anwendungstechnik anzueignen. sammeln erste Erfahrungen, wie man mit einem Beamer angemessen präsentiert. Titel Präsentationen sinnvoll animieren Autorin Dr. Gabriele Rother Fächer Wirtschaftsinformatik, Informationswirtschaft, Organisationslehre Zielgruppe Kaufmännisch orientierte Bildungsgänge Zeitumfang Eine Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen Mindestens ein Computer für drei Lernende, MS PowerPoint 2003, Beamer Planung Verlaufsplan Animation Der Einstieg in den Unterricht erfolgt über eine schlecht gestaltete Präsentation (Präsentation in action.ppt). Die Präsentation soll den Schülern und Schülerinnen verdeutlichen, dass diese Art der Animation nicht geeignet ist, um angemessen Inhalte zu transportieren. Die Schüler und Schülerinnen werden motiviert, ihre Kritik an der vorgestellten Präsentation zu äußern. Sie halten ihre Beiträge an der Tafel fest. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in dieser Phase in Dreiergruppen. Sie erhalten ein Arbeitsblatt mit Informationen zu einer der hier ausgewählten Animationsmöglichkeiten. Ziel ist es, dass die Schüler und Schülerinnen eine Präsentation (Textanimation.ppt, Animationsschema.ppt, Folienübergang.ppt) mithilfe vorgegebener Informationen animieren. Die Klasse bearbeitet die Aufgaben arbeitsteilig und in Parallelgruppen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Tipps zur erfolgreichen Gestaltung von Animationen auf der Rückseite des Arbeitsblattes zu sammeln. Drei Gruppen stellen ihre jeweiligen Ergebnisse am Beamer vor. Nach der Darstellung ihrer animierten Präsentation benennen diese Gruppen Gütekriterien für die Animation von Präsentationen. Diese Kriterien werden an der Tafel festgehalten. Die Schülerinnen und Schüler tragen die gesammelten Ergebnisse auf der dafür vorgesehenen Rückseite ihres Arbeitszettels ein. Die Stunde kann in einer Hausarbeit münden, wenn die Schülerinnen und Schüler eigene Präsentationen ausarbeiten. Der Arbeitsauftrag lautet, Ideen zu erarbeiten, wie die eigene Präsentation auf der Basis der entwickelten Gütekriterien angemessen gestaltet werden kann. In der Folgestunde sollen die Schüler und Schülerinnen gemäß des Gruppenmixverfahrens (jeweils ein Schüler/eine Schülerin aus Gruppe 1, 2 und 3) ihre Ideen für eine gute Präsentation in einer eigenen Präsentation verarbeiten.