Zustände und Operatoren sind das entscheidende Konzept für den Weg in die Quantendimension. Zum Verständnis einer wichtigen Klasse von Operatoren, den Drehoperatoren, werden in dem Lehrvideo Alltagsgegenstände zur Demonstration verwendet. Mit einfachen Drehoperationen gelingt es, alle möglichen Schwingungsmoden auf der zweidimensionalen Kugeloberfläche zu erzeugen, indem man die Gesamtzahl l von azimutalen Knotenlinien durch geeignete Drehoperationen in m rechts- beziehungsweise linksdrehende Knotenlinien umwandelt. Bei genauerem Blick auf die Drehoperatoren fällt auf, dass ein Operator Eigenschaften eines Zustands manipuliert. Ein Zustand ist allgemein ein komplexer Gegenstand mit vielen verschiedenen Eigenschaften. Dabei könnte es sich auch um einen alltäglichen Gegenstand wie eine Banane handeln. Der Zustand "Banane" hat viele verschiedene Eigenschaften, wie zum Beispiel Form, Farbe, Geschmack und natürlich kann man die Banane auch drehen. In drei Dimensionen gibt es drei verschiedene Drehachsen: Die x- y- oder z-Achse. Der Drehoperator D manipuliert ausschließlich die Dreheigenschaft der Banane. Die Durchführung mehrerer Drehungen nacheinander (erst eine 90° Drehung um die z-Achse und dann eine 90° Drehung um die y-Achse) zeigt, dass die Banane nicht mehr steht, sie liegt auf dem Rücken. Bei den Drehoperationen gibt es eine Besonderheit, denn führt man dieselben Drehoperationen in umgekehrter Reihenfolge durch, also erst eine Drehung um die y-Achse und dann um die z-Achse, ergibt sich bei identischem Ausgangszustand ein anderer Endzustand der Banane. Die Banane liegt nicht mehr auf dem Rücken, sondern auf der Seite. Die Drehoperationen kommutieren nicht, das heißt, die Reihenfolge der Anwendung spielt eine entscheidende Rolle. Zuletzt soll noch ein etwas anderer Zustand betrachtet werden: eine um die z-Achse rotierende Banane, bezeichnet mit RzB. Die Anwendung eines Drehoperators um die Rotationsachse der Banane ändert den Zustand nicht, es liegt ein sogenannter Eigenzustand vor. Allgemein gesprochen ändert sich der Eigenzustand nicht durch Anwendung des zugehörigen Operators. Aber Vorsicht! Nur der Drehoperator, der um die vorgegebene Rotationsachse des Zustands eine zusätzliche Drehung ausführt, ändert den Zustand nicht. Eine Drehung um die falsche Achse ändert den Zustand sehr wohl. Das hier vorgestellte Video ist Teil des Projektes "U2: Quantenspiegelungen" vom Institut für Didaktik der Physik der Universität Münster. Mathematisch fundierte Visualisierungen eröffnen Schritt für Schritt einen Zugang zu moderner Atomphysik – vom Wasserstoffatom bis zum Periodensystem der Elemente.

Den Kindern sollte früh in der Einschulungsphase die Gelegenheit gegeben werden, sich in ihrer Schule zurechtzufinden, um Unsicherheit zu vermeiden. Gefühle von Vertrautheit und Identifikation entstehen dann, wenn sie die Orte und Personen kennen, die sie nun jeden Tag sehen werden. Diesem Ziel ist die Schulrallye gewidmet. Mit der Schulrallye erhalten die Kinder Gelegenheit, sich in ihrer neuen Schule zurechtzufinden und Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen kennenzulernen. Das trägt schon früh zur Vertrautheit und Identifikation mit der neuen Schule bei. Vorbereitung Da die Schülerinnen und Schüler während der Rallye verschiedene Orte ersuchen, müssen entsprechend die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eingewiesen werden. Sie sollten zum vereinbarten Zeitraum in ihren Räumen anwesend und auf den Besuch vorbereitet sein. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Schule sollten bereit sein, die Fragen der Kinder zu beantworten, sich mit ihrem Namen vorzustellen und ihre Funktion in der Schule bekannt zu geben und zu erklären. Schülerinnen und Schüler einer höheren Klassenstufe sollten als "Paten" zur Verfügung stehen (Absprache mit der entsprechenden Lehrperson). Durchführung der Rallye Jedes Kind erhält einen "Rallyepass" (Deckblatt und Arbeitsblatt 01). In diesem Pass sind die Stationen aufgeführt, die von den Kindern aufgesucht werden müssen. Haben sie eine Station erfolgreich gefunden, wird im "Rallyepass" der entsprechende Smiley von den Kolleginnen und Kollegen oder den älteren Schülerinnen und Schülern, die diese Station betreuen, (die Paten) gelb ausgemalt. An den Stationen sollen die Namen erfragt werden sowie die Funktion, die diese Person im Schulbetrieb ausführt (Rektor oder Rektorin, Konrektor und Konrektorin - falls vorhanden, Sekretärin, Hausmeister, ...). Da die Kinder der 1. Klasse noch nicht lesen können, können die Zielorte als Foto oder als Piktogramm dargestellt werden oder zur jeweils nächsten Station von den Paten geschickt werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass sich nicht alle Kinder zur gleichen Zeit an einer Station versammeln. Um einen Andrang an den Stationen zu vermeiden, sollte die Lehrperson zu Beginn der Rallye die Klasse in Gruppen einteilen und zu unterschiedlichen Zielorten schicken. Die Stationen müssen nicht in der Reihenfolge aufgesucht werden, in der sie im Rallyepass aufgeführt sind. Da jede Schule andere Räumlichkeiten und Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter hat, muss der "Rallyepass" den gegebenen Bedingungen vor Ort angepasst werden. Der "Rallyepass" kann somit nur als Anregung dienen.

In diesem Arbeitsmaterial erhalten Lehrkräfte eine Menge an einfach umzusetzenden Ideen für Staffelspiele mit und ohne Material – mit Spaßgarantie im Schwimmunterricht!Mithilfe dieses Arbeitsmaterials erhält die Lehrkraft vielfältige Umsetzungsideen für Staffelläufe im Schwimmunterricht. Dabei können Hilfsmittel wie Schwimmnudeln, Pull-Buoys, Bälle und Becher eingesetzt werden, müssen es aber nicht, denn auch spannende Staffellauf-Ideen ohne Hilfsmedien umfasst diese Ideensammlung. Der Spaß im Schwimmunterricht ist dabei garantiert! Im Arbeitsmaterial werden verschiedene Staffelspiele vorgestellt. Diese werden in Gruppen durchgeführt. Jede Gruppe stellt sich an einer Markierung (zum Beispiel Pylone oder Startblock) am Beckenrand auf. Je nachdem, wie der Leistungsstand der Schwimmgruppe ist und/oder welche Maße das Schwimmbecken hat, werden die Aufgaben auf der langen oder der schmaleren Seite des Schwimmbeckens durchgeführt. Die Aufgaben können sowohl schwimmend (gegebenenfalls mit Unterstützung durch ein Brett/eine Poolnudel) oder auch gehend (in Schwimmanfängergruppen) durchgeführt werden. Die Lehrkraft kann eine komplette Schulstunde mit verschiedenen Staffelläufen zusammenstellen. Dabei bietet es sich an, bei einem "Thema" (mit Schwimmbrettern, Poolnudeln, Ziffernkarten und so weiter) zu bleiben. Alternativ kann sie auch immer zum Einschwimmen oder als Abschluss eine Staffel auswählen. Der Ablauf der Staffelläufe kann je nach Größe des Schwimmbeckens, nach Leistungsstand der Klasse oder zeitlichem Rahmen gewählt werden: Die ersten Kinder schwimmen/gehen in der vorgeschriebenen Art eine Bahn durch das Becken. Dann gehen sie aus dem Wasser und gehen die Strecke zurück. Dort klatschen sie den/die nächste Schwimmer/in ab. Alternative 1: Man lässt die Gehstrecke weg. Dann stellt sich jeweils die Hälfte eines Teams auf der gegenüberliegenden Seite auf. Das Team, welches zuerst einmal die Seite gewechselt hat, gewinnt. Alternative 2: Die Kinder können auch zwei Bahnen gehen/schwimmen. Zur Durchführung der Übungen benötigen Sie: Pylonen Schwimmbretter Ringe Pull-Buoys Bälle Becher Kleidungsstücke (Schal, Taucherbrille, Bikinioberteil, Mütze, Handschuhe und so weiter) Zifferkarten von 1–9 in mehrfacher Ausführung, laminiert. Die Schülerinnen und Schüler bauen mögliche Ängste vor dem Wasser und/oder dem Nasswerden ab. verbessern ihre Schwimmgeschwindigkeit. trainieren ihre Teamfähigkeit: andere anfeuern, sich in eine Gruppe einordnen, zusammenhalten und so weiter. erfahren ihre eigenen Fähigkeiten im Vergleich zu anderen.

In diesem Arbeitsmaterial lernen die Schülerinnen und Schüler die Mathematik als Hilfsmittel zum Erforschen der klassischen Himmelsmechanik kennen. Wie groß und schwer ist die Erde? Wie kann man die Geschwindigkeitsentwicklung einer Rakete verfolgen? Wie lange dauert eine Reise zum Mars? Dies sind nur ein paar exemplarische Fragen, für die die Schülerinnen und Schüler sich im Rahmen dieser Unterrichtsreihe selbst das nötige Wissen zur Beantwortung erarbeiten. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Die Himmelsmechanik stellte einen Meilenstein in der Beschreibung und Erklärung von Planetenkonstellationen dar. Den Grundstein legte Johannes Kepler, der es ermöglichte, mit den nach ihm benannten "Keplerschen Gesetzen" erstmals die Himmelsbewegungen zu begründen. Isaac Newton bettete die Keplerschen Gesetze in eine allgemeine Theorie der Mechanik ein, mit der die mechanischen Probleme vorerst als gelöst galten. Die Vermessung der Erde Nach einer kurzen historischen Einführung zum Aufbau der Erde berechnen die Lernenden in mehreren Übungsaufgaben mithilfe von Vektoren die Bewegungen von Himmelskörpern und die Masse der Erde. Das Eulerverfahren Die Schülerinnen und Schüler betrachten das Eulerverfahren, das nach dem Mathematiker und Physiker Leonhard Euler benannt ist. Mithilfe dieses Verfahrens lassen sich Punkt für Punkt die Bewegungen von Körpern beschreiben. In mehreren Übungsaufgaben wird diese Erkenntnis vertieft. Kegelschnitte Die Lernenden erfahren, dass die Planeten sich im Sonnensystem nicht auf kreisförmigen, sondern auf ellipsenförmigen Bahnen um die Sonne bewegen. In diesem Kapitel werden verschiedene Punkte auf der Umlaufbahn der Erde um die Sonne berechnet. Das Ganze wird mithilfe von Zeichnungen anschaulich dargestellt. Dynamik Die Schülerinnen und Schüler werden mit der Bedeutung der Zentripetalkraft für die weiteren Aufgaben konfrontiert. Durch die Übungsaufgaben wird die Formel für die Zentripetalkraft hergeleitet und mehrere Bahngeschwindigkeiten damit berechnet. Eine Reise zum Mars In diesem Kapitel berechnen die Lernenden unter einigen vereinfachenden Annahmen mehrere Zeitdaten, die mit der Reise zum Mars verbunden sind. Durch mehrere Abbildungen wird das Ganze verdeutlicht. Raketenantrieb Für den Raketenantrieb liegt das physikalische Gesetz der Impulserhaltung zugrunde. Es wird die Geschwindigkeitsentwicklung einer Rakete unter verschiedenen Annahmen berechnet. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Mathematik zum Lösen von astrophysikalischen Fragestellungen benutzen. lernen die Leistungen von Newton und Kepler kennen und zu würdigen. können Bewegungen in komplizierten Kraftfeldern mithilfe des Eulerverfahrens rechnerisch modellieren.

Rund um das Thema "Eis" erweitern Schülerinnen und Schüler der Grundschule ihren Wortschatz, entdecken Wortbildung im Deutschen und setzen sich spielerisch mit Rechtschreibung und Sprache auseinander. Wenn der Winter beginnt und die ersten frostigen Tage kommen, ist die Vorfreude auf Schnee, Eis und kalte Temperaturen bei vielen Kindern besonders groß. Dieses Arbeitsblatt für den Deutschunterricht in der Grundschule greift diese winterliche Faszination auf und verbindet sie mit einem motivierenden Zugang zur Wortbildung , Rechtschreibung und Sprachförderung . Die Schülerinnen und Schüler sammeln Wörter, die mit " Eis" beginnen oder enden, zum Beispiel Eisbahn , Eisbär , Eisblume , Schokoladeneis , Glatteis oder Blitzeis . Durch das ansprechende Layout mit winterlichen Gestaltungselementen werden die Kinder dazu angeregt, sich intensiv mit Sprache, Wortbausteinen und Wortbedeutungen auseinanderzusetzen. Das Unterrichtsmaterial fördert gezielt den Wortschatz , die Rechtschreibung , das sprachliche Bewusstsein und das Sprechen im Austausch mit anderen . Gleichzeitig eignet sich das Arbeitsblatt sehr gut, um sprachliche Strukturen wie Komposita , Grundwort und Bestimmungswort sowie die Wortarten Nomen und Adjektiv kindgerecht einzuführen, zu wiederholen oder zu vertiefen. Die Kopiervorlage ist flexibel einsetzbar – zum Beispiel als winterlicher Schreib- und Sprachimpuls , nach den Weihnachtsferien , in Vertretungsstunden oder als Einstieg in eine Unterrichtseinheit zur Wortbildung im Deutschen . Auch für den Einsatz im Bereich DaF und DaZ ist das Material besonders geeignet, da es anschaulich zeigt, wie flexibel sich deutsche Wörter zusammensetzen lassen. Fachkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler bilden und sammeln Wörter mit "Eis" als Wortanfang oder Wortende. erkennen und untersuchen zusammengesetzte Wörter und erweitern dabei ihr Verständnis von Wortbildung im Deutschen. stärken ihre Rechtschreibsicherheit, ihren Wortschatz und ihr sprachliches Bewusstsein im Umgang mit winterbezogenen Begriffen. Medienkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Arbeitsblatt gezielt Aufgabenstellungen und sprachliche Impulse. nutzen vorgegebene Begriffe und Gestaltungselemente, um eigene Wörter systematisch zu entwickeln und festzuhalten. dokumentieren ihre Ergebnisse übersichtlich und nutzen diese als Grundlage für sprachliche Gespräche und Vergleiche. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler tauschen sich über gefundene Wörter und deren Bedeutungen mit anderen aus. arbeiten konzentriert, selbstständig und sorgfältig an sprachbezogenen Aufgaben. bringen eigene Ideen ein und begegnen den Vorschlägen anderer wertschätzend und offen.

Mit diesem Spiel für den Unterricht, die Pause oder einfach spontan zwischendurch bündeln Sie die Konzentration, fördern die Handmotorik Ihrer Schülerinnen und Schüler, lockern den Unterricht auf und stärken die Klassengemeinschaft. Das Arbeitsblatt bietet Lehrkräften eine motivierende Spielidee, um den Unterrichtsalltag in der Grundschule aufzulockern und zugleich motorische, soziale und sprachliche Kompetenzen zu fördern. Das Material ist für Sport / Bewegung sowie den fächerübergreifenden Einsatz in der Primarstufe ausgewiesen und kann laut Materialseite im Unterricht, in der Pause oder spontan zwischendurch genutzt werden. Im Mittelpunkt steht ein einfaches, aktivierendes Geschicklichkeitsspiel: Die Lernenden schnipsen flache Knöpfe in eine kleine Öffnung und "füttern" damit ein Monster. Gespielt werden kann allein, zu zweit oder in einer Mannschaft. Diese flexible Spielform ermöglicht kurze Bewegungspausen, fördert die Handmotorik und hilft, Konzentration neu zu bündeln – besonders nach anstrengenden Arbeitsphasen, Leistungsüberprüfungen oder in Rand- und Vertretungsstunden. Das Arbeitsblatt ist so angelegt, dass sich die Schülerinnen und Schüler die Spielregeln eigenverantwortlich erschließen können: Die Anleitung ist kindgerecht formuliert und mit Bildern veranschaulicht. Dadurch wird neben Bewegung und Geschicklichkeit auch die Lesekompetenz unterstützt. Da die Lernenden zunächst ein Monster aus einem Karton basteln, bietet sich außerdem eine fächerverbindende Nutzung mit Kunst / Gestaltung an. Der Wettbewerb in der Gruppe stärkt Motivation, Ausdauer und Klassengemeinschaft. Gleichzeitig lernen die Kinder, Regeln einzuhalten, sich abzusprechen und fair miteinander umzugehen. Damit eignet sich das Material nicht nur als Pausenspiel, sondern auch als niedrigschwelliger Impuls für soziales Lernen, Teamfähigkeit und eine positive Lernatmosphäre. Fachkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler trainieren ihre Handmotorik durch gezieltes Schnipsen flacher Knöpfe in eine kleine Öffnung. wenden Spielregeln in einer Bewegungspause korrekt und situationsangemessen an. gestalten ein Monster aus einem Karton als Spielmaterial für das Pausenspiel. Medienkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem analogen Arbeitsblatt Spielregeln, Ablauf und Materialhinweise. erschließen eine bebilderte Anleitung eigenverantwortlich in der Gruppe. nutzen die Spielvorlage, um ein Bewegungsspiel selbstständig vorzubereiten und durchzuführen. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler kooperieren in Paararbeit oder im Team beim gemeinsamen "Monster füttern". halten vereinbarte Spielregeln ein und gehen fair mit Wettbewerbssituationen um. stärken die Klassengemeinschaft durch gemeinsames Spielen, Absprachen und gegenseitige Unterstützung.