In dieser Unterrichtsstunde entdecken die Schülerinnen und Schüler durch graphisches Differenzieren die Ableitungsregeln von Sinus und Cosinus. Dabei wenden sie bekannte Methoden der Differentialrechnung auf eine neue Funktionsklasse an und festigen so ihr Verständnis für mathematische Zusammenhänge. Die vorliegende Unterrichtsstunde thematisiert die Herleitung der Ableitungsregeln der trigonometrischen Funktionen Sinus und Cosinus durch die Methode des graphischen Differenzierens. Das Kernanliegen der Stunde besteht darin, dass die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die Ableitung der Sinusfunktion der Cosinusfunktion entspricht und umgekehrt die Ableitung der Cosinusfunktion den an der x-Achse gespiegelten Sinus ergibt. Dies soll durch eigenständiges graphisches Differenzieren mit GeoGebra, arbeitsteiliges Vorgehen und anschließendem Vergleich der Ergebnisse in Paararbeit herausgearbeitet werden. Im Rahmen der Kompetenzerweiterung üben die Lernenden nicht nur mathematische Arbeitstechniken wie das Anlegen von Tangenten und das Bestimmen von Steigungen, sondern entwickeln auch ein vertieftes Verständnis für funktionale Zusammenhänge . Sie wenden bekannte Methoden auf eine neue Funktionsklasse an, fördern damit ihre Problemlösekompetenz sowie die Fähigkeit, mathematische Ergebnisse zu kommunizieren und zu begründen . Zugleich wird die Vielfalt der Ableitungsregeln sichtbar, wodurch die Schülerinnen und Schüler ihre bisher erworbenen Kenntnisse vernetzen und auf künftige Problemstellungen übertragen können. Damit trägt die Stunde wesentlich dazu bei, mathematische Strukturen zu entdecken, zu verstehen und nachhaltig zu sichern. Die Unterrichtseinheit zur Herleitung der Ableitungsregeln trigonometrischer Funktionen besitzt eine hohe fachliche Relevanz, da Sinus- und Cosinusfunktionen zentrale Grundfunktionen der Analysis sind. Ihre Differenzierbarkeit bildet eine wichtige Grundlage für zahlreiche Anwendungen in Naturwissenschaft und Technik. Gleichzeitig stellt die Stunde eine konsequente Fortführung der bisherigen Arbeit mit ganzrationalen und der Exponentialfunktion dar und ergänzt die Vielfalt der Ableitungsregeln um eine weitere Funktionsklasse. Die Schülerinnen und Schüler bringen als Vorkenntnisse die Konzepte der mittleren und momentanen Änderungsrate, die Definition der Ableitung sowie grundlegende Ableitungsregeln (wie zum Beispiel die Potenz- und Summenregel) mit. Zudem verfügen die Schülerinnen und Schüler über erste Erfahrungen im graphischen Differenzieren sowie im Umgang mit GeoGebra auf dem Tablet. Damit sind die wesentlichen Voraussetzungen geschaffen, um die Ableitung von Sinus- und Cosinusfunktionen zunächst graphisch zu erarbeiten und anschließend rechnerisch zu sichern. Didaktisch-methodisch zeichnet sich die Stunde durch einen problemorientierten Einstieg aus, der vorhandenes Wissen aktiviert, Wiederholung ermöglicht und einen hohen Aufforderungscharakter besitzt. Methodenvielfalt wird durch den Wechsel von Einzelarbeit, Paararbeit, Plenumsdiskussion und digital gestützten Arbeitsphasen gewährleistet. Binnendifferenzierung erfolgt durch Hilfekarten, ein Lernvideo, farbliche Markierungen sowie Zusatzaufgaben für leistungsstarke Lernende. Auf diese Weise wird sowohl leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern Sicherheit vermittelt als auch eine inhaltliche Vertiefung für Stärkere angeboten. Für die Lehrkraft erfordert die Durchführung insbesondere digitale Kompetenzen im Einsatz von GeoGebra und Tablet, um präzises graphisches Arbeiten zu ermöglichen und technische Unterstützung geben zu können. Durch den Einsatz digitaler Werkzeuge wird zugleich die Medienkompetenz der Lernenden gestärkt. Insgesamt verbindet die Einheit eine klare fachliche Progression mit einer methodischen Vielfalt, die sowohl Motivation als auch nachhaltigen Kompetenzerwerb fördert. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden die Methode des graphischen Differenzierens auf trigonometrische Funktionen an und leiten daraus die Ableitungsregeln für Sinus und Cosinus ab. können ihr bisher erworbenes Wissen zur Differentialrechnung anwenden und Inhalte aus den vorangegangenen Stunden miteinander verknüpfen, um ihr Verständnis mathematischer Zusammenhänge zu festigen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen GeoGebra auf dem Tablet oder PC, um Tangenten an Funktionsgraphen präzise anzulegen und Ableitungsfunktionen zu visualisieren. reflektieren die Ergebnisse digitaler Werkzeuge kritisch und vergleichen sie mit eigenen Zeichnungen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv in Paararbeit zusammen und übernehmen Verantwortung für den gemeinsamen Lernfortschritt. hören einander zu, respektieren unterschiedliche Lösungswege und korrigieren Ergebnisse partnerschaftlich. präsentieren ihre Ergebnisse im Plenum und gehen wertschätzend auf Beiträge anderer ein.

Die Analyse von Texten ist eng mit dem Textverständnis verbunden. Sie geht jedoch über das reine Verstehen des Textinhalts hinaus. Bei der Textanalyse werden Aspekte wie Aufbau, Satzbau oder Grammatik genau untersucht. Bei dieser Unterrichtseinheit greifen Theorie und Praxis ineinander über. Die theoretischen Grundlagen über das Wesentliche und den Zweck der Textanalyse sind die Wegbereiter für die praktische Anwendung der theoretischen Kenntnisse. Der Schwerpunkt auf der Theorie hat folgenden Grund: Das Feld der Textanalyse ist breit gefächert und setzt sich aus unterschiedlichen Teilbereichen zusammen. Deshalb ist ein umfangreiches Wissen als Basis für anschließende praktische Anwendungen dringend notwendig. In den ersten beiden Stunden steht die Theorie im Vordergrund. Die praktische Anwendung findet in den darauffolgenden Stunden der Unterrichtseinheit statt. Es ist sinnvoll, die Unterrichtseinheit als thematische Vertiefung nach der Unterrichtseinheit über das Textverständnis im Fach Deutsch mit der Klasse zu bearbeiten. Die fachlichen Fähigkeiten in den Bereichen Lesen und Textverständnis stehen in einem wechselseitigen Verhältnis zueinander. Darüber hinaus müssen Themen wie verschiedene Textarten oder Grundregeln über Grammatik und Satzbau bereits im Unterricht behandelt worden sein, damit die Schülerschaft über das notwendige Hintergrundwissen verfügt. In Anbetracht der Klassenstufe beziehungsweise des Alters der Klassenmitglieder ist eine Begriffserklärung notwendig, damit die Schülerschaft den Terminus Textanalyse von seiner Wortbedeutung her richtig versteht. Die Erläuterung wird vor dem Austeilen des ersten Arbeitsblatts vorgenommen. Beim Bearbeiten der Arbeitsblätter erwirbt die Klasse sowohl theoretische als auch praktische Kenntnisse. Die Theorie befasst sich mit den wesentlichen Merkmalen der Textanalyse und was genau dazugehört (Untersuchen von Grammatik, Syntax et cetera). Die praktischen Kenntnisse befähigen die Schülerschaft zu einer selbstständigen Analyse von fremden Texten. Anmerkung: Falls die theoretische Einheit zum Thema Textanalyse nicht in den ersten beiden Stunden abgeschlossen werden konnte, wird sie in den darauffolgenden Stunden fortgeführt. In dem Fall wird die Diskussion um etwa 5 bis 10 Minuten abgekürzt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler eignen sich Grundwissen über die Textanalyse an. lernen das "Handwerkszeug" für die Analyse von Texten. sind in der Lage, in drei Schritten einen fremden Text zu analysieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen digitale Mittel wie Beamer oder Whiteboard als Arbeitsmaterialien im Unterricht kennen. werden durch gezielte Fragen und Aufforderungen an den Umgang mit technischen Geräten herangeführt. erwerben grundlegende Medienkompetenzen und entwickeln Vertrauen in ihre Fähigkeiten im Umgang mit digitalen Werkzeugen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Einzelarbeit an neuen Unterrichtsthemen und setzen sich selbstständig damit auseinander. vergleichen ihre Arbeitsergebnisse im Klassenverband und nehmen am moderierten Unterrichtsgespräch teil. trainieren Kommunikationskompetenzen wie aufmerksames Zuhören sowie das Äußern und Annehmen sachlicher Kritik. zeigen durch die Qualität ihrer Arbeitsergebnisse ihre individuellen Fähigkeiten zur eigenverantwortlichen Bearbeitung von Arbeitsaufträgen.

Der Begriff "Textverständnis" beschreibt die Entschlüsselung und korrekte Auffassung von Texten. Diese Kompetenz ist im Fach Deutsch ebenso gefordert wie im Fremdsprachenunterricht an den weiterführenden Schulen. Deshalb sollte bereits in den ersten Schuljahren das Thema Textverständnis im Unterricht behandelt werden. Im Fach Deutsch wird die Thematik in der Grundschule oft mit dem eigenständigen Erarbeiten von Texten verbunden. Dies geschieht durch aufmerksames Lesen. Gerade in den ersten Schuljahren hat das Leseverständnis im Unterricht einen hohen Stellenwert: Für das Textverständnis und auch die Kompetenz des eigenständigen Verfassens von Texten ist ein fundiertes Leseverständnis unerlässlich. In der Unterrichtseinheit wird der Klasse gezeigt, wie sich der Inhalt von Texten mit gezielten Fragen besser verstehen lässt. Die Fragen werden im Verlauf als W-Fragen bezeichnet. Das Thema Textverständnis wird anhand einer kurzen Geschichte für die Schülerschaft in einen praxisbezogenen Kontext gesetzt. Durch das stille Lesen in Einzelarbeit lernt die Klasse den Text, der später mithilfe der W-Fragen inhaltlich beleuchtet wird, kennen. Die Schülerinnen und Schüler werden an die Erkenntnis herangeführt, dass diese Fragen als Schlüssel für das Verständnis von Textinhalten dienen. In der dritten und vierten Stunde überlegen sie sich selbst kurze Geschichten, die von den Zuhörenden ebenfalls mit den W-Fragen analysiert werden. Die fachlichen Fähigkeiten in den Bereichen Lesen und Textverständnis stehen in einem wechselseitigen Verhältnis zueinander. Ein Text kann nur mit soliden Lesekompetenzen verstanden und inhaltlich richtig erfasst werden. Aus diesem Grund werden auch das stille Lesen sowie das Vorlesen einzelner Sätze im Plenum in die Unterrichtseinheit integriert. Bei der Stillarbeit setzen sich die Klassenmitglieder alleine mit dem Text auseinander und können anschließend anhand der W-Fragen prüfen, ob sie den Text richtig verstanden haben. Nach der Einzelarbeitsphase findet ein Unterrichtsgespräch mit allen Anwesenden statt. Die Bearbeitung des zweiten Arbeitsblatts ermöglicht eine intensive Auseinandersetzung mit dem Thema Textverständnis (hier am Beispiel einer fiktionalen Geschichte). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erwerben grundlegende Fachkenntnisse im Bereich Lesen und Textverständnis. lernen die Bedeutung der W-Fragen als Mittel zur Entschlüsselung von Textinhalten kennen. stellen beim Lesen des Textes und der Beantwortung der W-Fragen eine Verknüpfung zwischen Lese- und Textverständnis her. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene digitale und analoge Präsentationsmedien (Beamer, Whiteboard, Tageslichtprojektor) kennen. unterstützen die Lehrkraft beim Einsatz der Medien und übernehmen dabei aktive Rollen im Unterricht. erfahren praxisnah die fachgerechte Nutzung technischer Geräte. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten je nach Phase in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit und vergleichen ihre Ergebnisse im Unterrichtsgespräch. lernen beim Feedback für die Leseleistungen den angemessenen Umgang mit konstruktiver Kritik.

Mit Bruce Springsteen begegnen die Schülerinnen und Schüler einem Künstler, der seit Jahrzehnten das Rockgeschäft dominiert und nicht umsonst den Beinamen "The Boss" hat. Die Einheit ist anspruchsvoll gestaltet und richtet sich an die Jahrgangsstufen 10 bis 13. Die modular aufgebaute Einheit beinhaltet Zitate, Tondokumente, Lesetexte, Sprechanlässe und Hörverständnisaufgaben auf einem mittleren bis hohen Niveau. Sie bietet Möglichkeiten der selbständigen Weiterarbeit und jede Menge Schüleraktivitäten. 135 Millionen verkaufte Platten, Konzerte, die länger als vier Stunden dauern, eine eigene Show am Broadway mit 236 ausverkauften Konzerte und eine 50-jährige Bühnenpräsenz. Selbst mit über 70 Jahren füllt er noch Stadien und große Konzerthallen. Kaum ein Sänger verkörpert den American Dream mehr als Bruce Springsteen . Seine Lieder wie Born in the U.S.A. , Born to Run oder Thunder Road wurden zu Hymnen, welche weltweit generationenübergreifend gesungen werden. Die vorliegende Einheit für die Oberstufe präsentiert eine Persönlichkeit, die 2016 mit der Medal of Freedom – der höchsten Auszeichnung für Zivilisten in den Vereinigten Staaten –ausgezeichnet wurde. Im Zentrum steht ein langer Lesetext mit entsprechenden Aufgaben zur Lesekompetenz. Dieser dient als Grundlage für die weitere Arbeit mit den anderen Teilen und sollte nicht weggelassen werden. Die Arbeit mit den weiteren Materialien (unterschiedliche Lieder, Spiele und Videos) kann ausgebaut oder eingeschränkt werden und so ideal an das Niveau der Klasse und den gewünschten Zeitrahmen angepasst werden. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten sprachlich in der Lage sein, authentisches Englisch zu verarbeiten. Hierbei geht es nicht darum, jedes Wort zu verstehen, sondern Zusammenhänge und Grundinformationen aus nicht-didaktisierten Materialien entnehmen zu können. Der Lesetext ist lang und anspruchsvoll und erfordert ein gewisses Durchhaltevermögen und den entsprechenden zeitlichen Rahmen. Daher bietet sich die Einheit für die Jahrgangsstufen 10 bis 13 an. Die Lehrkraft sollte im Vorfeld auswählen, welche Aufgaben sie der Klasse zutrauen kann. Viele der Teile können auch im Selbststudium und als Hausaufgabe bearbeitet werden. Dann können die Schülerinnen und Schüler die Lieder und Videos auch öfter anhören beziehungsweise ansehen. Didaktisch-methodische Analyse Die Methode Think–Pair–Share wird nicht extra eingeführt, dürfte aber den meisten Schülerinnen und Schülern bekannt sein. Ziel ist es, sich nach einer kurzen Phase des Sammelns und Denkens ( think ) mit dem Nachbarn auszutauschen ( pair ). Danach werden die Ergebnisse in Kleingruppen vertieft ( share ). Beim Spiel Jeopardy geht es darum, dass die Schülerinnen und Schüler nicht wie üblich die Antwort zu einer Frage finden, sondern die Frage zu einer Antwort finden. Thematisch werden alle Antworten im Lesetext angesprochen. Die Kunst ist es nun eine grammatikalisch akzeptable und inhaltlich richtige Frage zu formulieren. Hier ist es wichtig klar zu stellen, dass die Spielleitung der Gruppe ( host ) die Entscheidung trifft, ob und wie viele Punkte die jeweilige Frage gibt. So können sinnlose und zeitfressende Diskussionen vermieden werden. Musik vereint und spaltet. In jeder Klasse wird es Schülerinnen und Schüler geben, die die Musik von Bruce Springsteen kennen und mögen oder auch ablehnen. Es ist wichtig hier klar zu stellen, dass es nicht um einen persönlichen Musikgeschmack geht, sondern um die Begegnung mit einer Ikone der Musikgeschichte und um die Auseinandersetzung mit Inhalten. Während die Arbeiten mit dem Lesetext und das Viewing sehr geradlinig sind, ist die Arbeit mit den Songtexten selbst sehr offen. Hier gibt es unterschiedliche Ansätze in der Vorgehensweise. Die Lieder können als Referatsthemen vergeben und dann von einzelnen Schülerinnen und Schülern vorgestellt werden. Dies kann natürlich auch leicht benotet werden. Es bietet sich aber auch die Arbeit in Kleingruppen an. Gerade bei Aufgabe 4 ist die Auseinandersetzung mit dem Lied " Born in the U.S.A. " in der Gruppe sinnvoll, da unterschiedliche Meinungen und Ansichten hier förderlich sind. Im Vordergrund stehen dann auch nicht abprüfbare Ergebnisse, sondern eine gewinnbringende Auseinandersetzung mit Musik und Lyrik. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen und bearbeiten einen längeren Lesetext zu Bruce Springsteen. lernen den Sänger Bruce Springsteen als American icon kennen. üben ihre viewing und listening skills . arbeiten mit nicht-didaktisierten Materialien. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen eigenständig im Internet Informationen und werten diese aus. analysieren selbständig anhand vorgegebener Internetseiten unterschiedliche Liedtexte. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten gemeinsam und tauschen sich zu einem Thema aus. präsentieren ihre Ergebnisse innerhalb und vor der Peergroup. suchen eigenständig im Internet Informationen und werten diese aus. wenden bekannte Methoden wie " Think–Pair–Share " oder " Gallery walk " an und üben diese.

Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Phänomen Konsumismus, seine Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft und entwickeln kreative Ideen für nachhaltige Konsumalternativen. Die Einheit "Consumerism" behandelt das Thema übermäßiger Konsum, Konsumverhalten und Nachhaltigkeit. Anhand von Videos, Texten und Diskussionen setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Mechanismen von Werbung, Konsumzwang und der Rolle von Unternehmen auseinander. Ein besonderer Fokus liegt auf der kritischen Reflexion des eigenen Kaufverhaltens und dem Vergleich von Fast-Fashion und nachhaltigen Marken wie Patagonia. Schwerpunkte der Einheit Analyse von Konsumverhalten und Werbeeinflüssen Umwelt- und soziale Auswirkungen von Überkonsum Nachhaltige Marken und die 5 Rs von Patagonia Entwicklung eigener nachhaltiger Produktideen Zielsetzung Die Schülerinnen und Schüler erkennen die gesellschaftlichen und ökologischen Folgen von Konsumismus, reflektieren ihr eigenes Konsumverhalten und entwickeln kreative Lösungen für nachhaltigen Konsum. Das Thema Konsumismus ist hochrelevant, da es den Alltag der Schülerinnen und Schüler direkt betrifft und gesellschaftliche sowie ökologische Konsequenzen aufzeigt. Die Einheit knüpft an vorhandenes Vorwissen über Werbung, Marken und Konsumverhalten an und aktiviert die Lernenden durch Videos, Paar- und Gruppenarbeiten. Die Methodenvielfalt (Mind-Maps, Lückentexte, Diskussion, kreative Produktentwicklung) unterstützt unterschiedliche Lernniveaus (Binnendifferenzierung). Die Vorbereitung umfasst das Bereitstellen der Arbeitsblätter, Links zu Videos und Texten. Lehrkräfte sollten digitale Kompetenzen zur Nutzung von Präsentationsmedien, Video-Plattformen und Online-Recherche besitzen (DigCompEdu: digitale Inhalte kuratieren, kollaborativ arbeiten, Lernergebnisse präsentieren). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren Konsumverhalten kritisch. bewerten ökologische und gesellschaftliche Folgen von Konsumismus. vergleichen Fast-Fashion- und nachhaltige Marken. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren digitale Inhalte zu Konsum und Nachhaltigkeit. erstellen digitale Präsentationen ihrer kreativen Markenideen. reflektieren die Nutzung von Medien zur Konsumkritik. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler diskutieren eigene Erfahrungen und unterschiedliche Konsumtypen. arbeiten kooperativ an Gruppenprojekten. präsentieren Ergebnisse vor der Klasse.

In dieser Unterrichtseinheit geht es um die quantitativen Konzentrationsbestimmung des gesundheitlich bedenklichen Azofarbstoffs Azorubin (E 122) in Getränken. Die Lernenden führen mit ihrem eigenen Smartphone/Tablet eine quantitative kolorimetrische Messung zur Ermittlung der Azorubin-Konzentration durch und erarbeiten sich dabei eigenständig das Funktions- und Auswertungsprinzip der Analyse. In dieser Unterrichtseinheit führen die Schülerinnen und Schüler mit ihren eigenen digitalen Endgeräten (Smartphones oder Tablets) eine quantitative Konzentrationsbestimmung mit erstaunlich hoher Genauigkeit durch, welche ansonsten nur mithilfe eines professionellen und kostspieligen UV/VIS-Spektralphotometers möglich wäre. Aufgrund des Low-Cost-Ansatzes ist es problemlos möglich, mehrere Untersuchungen in Sozialformen wie Paar- oder Gruppenarbeiten parallel laufen zu lassen. Untersucht wird die Limonade "Powerade Wild Cherry", welche den gesundheitlich bedenklichen Azofarbstoff Azorubin (E 122) enthält und vielen Kindern und Jugendlichen aus der Lebenswelt bekannt ist. Die zur Konzentrationsbestimmung nötige Vorgehensweise wird von den Schülerinnen und Schülern sukzessive in einem Wechsel aus zentralen und dezentralen Phasen erarbeitet und anschließend durchgeführt. Auf diese Weise werden sowohl kognitive als auch praktische Grundlagen gelegt, um das grundlegende Messprinzip einer professionellen Konzentrationsbestimmung mit einem echten UV/VIS-Spektralphotometer zu verstehen. Da die quantitative Untersuchung mit den digitalen Endgeräten der Schülerinnen und Schüler erfolgt, ist die Vorstellung des echten Spektralphotometers erst nach Erarbeitung der Vorgehensweise zur Messung und entsprechender Durchführung sinnvoll. So wird erst in der Vertiefung der Aufbau und die Funktionsweise eines professionellen Photometers vorgestellt, um dies dann mit der selbst entwickelten Methode zu vergleichen und zu analogisieren. Die Unterrichtseinheit vermittelt somit ein Grundverständnis über die Vorgehensweise zu kolorimetrischen Konzentrationsbestimmungen anhand farbiger Kalibrierlösungen und leitet gleichzeitig in die Einführung des UV/VIS-Spektralphotometers über. Es ist unbestritten, dass chemisches Verständnis nur durch ein aktives Handeln der Schülerinnen und Schüler aufgebaut wird und nicht ohne Weiteres von Lehrkraft auf die Lernenden übertragen werden kann. Die Notwendigkeit handlungsorientierter Lernsettings, die die Lernenden in den Fokus nehmen, lässt sich im Chemieunterricht aufgrund seiner experimentellen Komponente grundsätzlich gut realisieren, schließlich können haptische und kognitive Aktionsformen durch einen Wechsel von kurzen Handexperimenten und theoretischer Arbeit gleichermaßen berücksichtigt werden. Bislang stellt der Themenbereich der instrumentellen Analytik jedoch eine Ausnahme dar: Er ist maßgeblich von Analysemethoden geprägt, die das Vorhandensein kostspieliger Messgräte erfordern (zum Beispiel UV/VIS-Spektrometer, IR- oder NMR-Spektroskope), die in der Schulpraxis kaum zur Verfügung stehen. Dadurch können viele Analysemethoden oft nur auf theoretischer Ebene behandelt werden. Für das Verständnis über die Funktionsweise dieser Geräte ist ein hohes Abstraktionsniveau von Nöten ist. Aus dieser Problematik heraus resultiert die Herausforderung, instrumentelle Analysemethoden lernenden- und schulgerecht aufzubereiten, um eine experimentelle Behandlung von ausgewählten Themenbereichen aus der instrumentellen Analytik in einem handlungsorientierten Chemieunterricht zu ermöglichen. Eine Möglichkeit, das UV/VIS-Spektrometer zum Zwecke einer Konzentrationsbestimmung zu ersetzen, liefern uns die digitalen Endgeräte, die jeder Schüler und jede Schülerin in der Hosentasche mit sich trägt: Das Smartphone. Kostenfreien Apps zur Bestimmung der R,G,B-Werte einer Farbe ("Color Grab" (Android) beziehungsweise "ColorAssist Lite" (iOS)) können im richtigen Versuchsaufbau dazu genutzt werden, unbekannte Konzentrationen zu ermitteln. Ein wesentlicher Vorteil des abgebildeten Versuchsaufbaus ist, dass neben den Farbstofflösungen lediglich zwei Endgeräte und eine transparente Wellplatte benötigt werden. Das obere Endgerät dient der eigentlichen R,G,B-Wert-Messung der über die Kamera fokussierten Farbstoff-Lösungen, welche wiederum von einem weiteren Endgerät, dessen Bildschirm mithilfe einer passenden App (zum Beispiel "Screen-Flashlight" (Android) oder "Nachtlicht" (iOS) Licht ausstrahlt, von unten durchleuchtet wird. Durch das Vorhandensein der Endgeräte kann das Experiment problemlos als Übung in Paararbeit durchgeführt werden. Die Möglichkeit, mehrere Messungen parallel durchzuführen, bietet die Einbindung weiterer wissenschaftlichen Methoden an, wie beispielweise die Mittelwertbildung oder der Berechnung einer Standardabweichung mit anschließender Fehlerdiskussion. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen (nach dem DigCompEdu Modell) Die Lehrenden müssen digitale Medien nutzen, um die Interaktion mit den Lernenden auf individueller Ebene und als Gruppe, innerhalb und außerhalb des Unterrichts, zu verbessern. Dabei nutzen sie dieses auch, um rechtzeitig und gezielt Beratung und Unterstützung anbieten zu können und neue Formen und Formate der Hilfestellung und Anleitung zu entwickeln und einzusetzen. (3.2 Lernbegleitung) Digitale Medien werden ebenfalls genutzt, um das aktive und kreative Engagement der Lernenden mit einem Thema zu fördern und im Einsatz didaktischer Strategien die transversale Fähigkeiten, tiefgründiges Denken und kreativen Ausdruck zu fördern. Dabei öffnen die Lehrenden den Unterricht, um neue, reale Lernkontexte zu schaffen, die die Lernenden in praktische Aktivitäten, wissenschaftliche Untersuchungen oder komplexe Problemlösungen einbeziehen oder auf andere Weise die aktive Auseinandersetzung der Lernenden mit komplexen lebensweltlichen Sachverhalten erhöhen. (5.3 Aktive Einbindung der Lernenden) Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären das Prinzip einer kolorimetrischen und photometrischen Konzentrationsbestimmung durch den Farbvergleich mit Lösungen bekannter Konzentration. führen quantitative Messungen zur Ermittlung einer unbekannten Konzentration durch. formulieren einen Je-Desto-Zusammenhang zwischen Konzentration eines Farbstoffes und der Absorption der entsprechenden Komplementärfarbe (als didaktisch reduzierte Form des Lambert-Beerschen Gesetzes). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen digitale Werkzeugen kennen und wenden sie kreativ an (5.2.1). finden, bewerten und nutzen effektive digitale Lernmöglichkeiten (5.4.1). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kooperieren in Paar- oder Gruppenarbeit mit gegenseitigem Respekt. achten bei der Experimentdurchführung auf die sachgemäße Nutzung der eigenen Endgeräte und der Endgeräte der jeweils anderen. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler bewerten kritisch das Vorhandensein und die Menge gesundheitsschädlicher Farbstoffe in Lebensmitteln kritisch. planen kooperativ Lösungsmöglichkeiten zur experimentellen Analyse eines farbstoffhaltigen Getränks. kommunizieren und diskutieren über den Grenzwert von Azorfarbstoffen in Lebensmitteln. Niess, C. Czubatinski, L. Hornung, G. (2020): Die Konzentration eines Farbstoffs bestimmen. NiU Chemie; 178/179; 32–36 Czubatinski, L., Niess C., Hornung, G. (2020): Quantitative Analysen mit dem Smartphone oder Tablet zur Einführung des Konzentrations- begriffs – ein Beispiel für wissenschaftspropädeutisches Arbeiten in der SEK I. Chemkon; 27 (6); 295–299

Diese Unterrichtseinheit konfrontiert Schülerinnen und Schülern mit dem Thema Obdachlosigkeit in den USA am Beispiel der Lebensweise von Tunnelmenschen. Die sogenannten "Mole people", auch "Maulwurfsmenschen" genannt, leben im Schatten des pulsierenden Lebens von New York und Las Vegas. Die Schülerinnen und Schüler gewinnen Einblicke in das Leben der von der Gesellschaft ausgestoßenen Menschen, sie beleuchten das Leben der "Mole people" in Las Vegas aus verschiedenen Perspektiven, um die soziale und gesellschaftliche Komplexität des Themas Obdachlosigkeit kennenzulernen. Obdachlosigkeit ist ein brisantes, wenn auch ein von den Medien vernachlässigtes Thema. Geschätzte Zahlen gehen davon aus, dass über eine halbe Millionen Menschen in den USA betroffen sind ( Statista.com 2021 ). Besonders der "sunshine state" Kalifornien mit seinen Großstädten Los Angeles und San Francisco, hohen Mietspreisen und Lebenshaltungskosten verzeichnet die höchste Obdachlosigkeitsrate in den gesamten USA. Diese gesellschaftliche Krise hat sich in den USA seit der COVID-19 Pandemie noch verstärkt (plus drei Prozent mehr Obdachlose im Vergleich zu 2019; endhomelessness.org ). In dieser Unterrichtssequenz lernen die Schülerinnen und Schüler eine besondere Gruppe von Obdachlosen kennen, die sogenannten "mole people". Sie leben in Tunneln und unterirdischen Schächten, versteckt vor dem Leben der Glitzerwelt von Las Vegas. Nicht immer ist es der unfreiwillige soziale Abstieg, der Menschen hier hinführt, manchmal bietet das Leben in dieser "Unterwelt" auch eine Alternative zu einem Gefängnisaufenthalt. Die Bildung dieser Art von Parallelgesellschaft sollen die Lernenden kritisch hinterfragen. Das Arbeitsmaterial lässt sich im Englisch-Unterricht gut in die Themenbereiche "Beziehung zwischen Individuum und Staat (Balance zwischen staatlicher Fürsorge/Aufsicht und Selbstverantwortung/self-reliance, Freiheitsverständnis, politische Teilhabe)", "Frage der nationalen und individuellen Identität in multikulturellen Gesellschaften (acculturation versus parallel societies)" sowie "Globalisierung als Chance und Herausforderung (Arbeitswelt, gap between rich and poor, Menschenrechte)" integrieren. Kommunikative Kompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Bilder/Szenen von Obdachlosigkeit sachlich und präzise. entnehmen aus dem Video über "mole people" die Gesamtaussage, Hauptaussagen und Einzelinformationen und erfahren hierdurch mehr über die "besondere" Lebensform von Obdachlosigkeit in den USA. stellen die Vielschichtigkeit der Ursachen und Wirkungen des Lebens der "mole people" dar und kommentieren diese. diskutieren in verteilten Rollen zur Thematik und entwickeln Lösungsansätze zur Abschwächung von Obdachlosigkeit. stellen ihre Arbeitsergebnisse in kürzeren Präsentationen dar und unterstützen ihre Darstellung durch Details. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler filtern Informationen aus einem Video und ordnen diese verschiedenen Fragen zu. arbeiten mit Interviews und Zeitungsartikeln. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen "besondere" Lebensentwürfe kennen. erkennen die Fragilität von Lebensentwürfen. versetzen sich in Situation von Maulwurfsmenschen und erweitern ihre Empathiefähigkeit.

GeoGebra ist als dynamische Geometrie-Software zum Unterrichten und Lernen von Mathematik aus einem zeitgemäßen Mathematik-Unterricht nicht mehr wegzudenken. Die Schülerinnen und Schüler lernen auf der Grundlage dieser Software, wie sie geometrische Objekte dank der Funktionen von GeoGebra verwenden, erarbeiten und vorführen können. Diese Unterrichtseinheit zu GeoGebra umfasst Arbeitsmaterialien, die die Lernenden und die Lehrperson in die dynamische Geometrie-Software GeoGebra einführen. Die Schülerinnen und Schüler lernen in dieser Einführung die unterschiedlichen Funktionen von GeoGebra kennen und absolvieren eine Art Selbstlernkurs: Sie können alle oder nur einzelne Funktionen von GeoGebra erlernen, weil alle Arbeitsblätter dieser Unterrichtseinheit voneinander getrennt einsetzbar sind. Die Arbeitsblätter beinhalten ein Video, welches den Schülerinnen und Schülern Schritt für Schritt-Anleitungen zu den einzelnen Funktionen zeigt und erklärt. Die Lernenden bekommen dank dieser Videos die Möglichkeit in ihrem eigenen Tempo die dynamische Geometrie-Software zu entdecken und neue Funktionen zu erlernen. Die Arbeitsmaterialien eignen sich aufgrund der kleinschrittigen Anleitung und der Videobegleitung auch als Hausaufgabe. Die Arbeitsmaterialien erklären, wie die Lernenden geometrische Formen und weitere Möglichkeiten mittels GeoGebra erstellen und veranschaulichen können. Die Schülerinnen und Schüler können Winkel zeichnen, berechnen und anzeigen lassen. Die Videos zeigen die Möglichkeiten der Geraden- und Punktwerkzeuge, die Funktionen der Schieberegler und wie die Lernenden beispielsweise die Schieberegler oder Bilder und Texte in eine Datei einfügen. GeoGebra ist ein wichtiges Werkzeug im Mathematik-Unterricht, weil es den Lernenden eine visuelle und interaktive Möglichkeit bietet, komplexe mathematische Konzepte zu verstehen und zu erkunden. Die Schülerinnen und Schüler können geometrische Figuren sowie Funktionen am Computer oder Tablet zeichnen und verändern, um die Auswirkungen von Transformationen und Änderungen von Abmessungen zu sehen. Diese Tätigkeiten unterstützen das Verständnis der Lernenden von unterschiedlichen mathematischen Konzepten. Das Arbeitsmaterial ist als Selbstlernmaterial aufgebaut, sodass die Lernenden in ihrem eigenen Tempo arbeiten können und eine Binnendifferenzierung von selbst entsteht. Die Voraussetzung für die Durchführung der Unterrichtseinheit ist die Existenz von digitalen Endgeräten, auf denen das Programm GeoGebra installiert ist. Die Lehrperson soll die Funktionen von GeoGebra kennen und in der Lage sein, entsprechende Hilfestellungen zu geben. Die Schülerinnen und Schüler sollen über Kopfhörer verfügen, wenn sie die Videos abspielen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlernen den Umgang mit der dynamischen Geometrie-Software GeoGebra, indem sie die unterschiedlichen Funktionen in einem videogestütztem Selbstlernkurs erarbeiten. lernen mathematische Darstellungen kennen und konstruieren sowie verwenden diese. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfahren Selbstwertgefühl und Eigenverantwortung (Rückmeldungen zu Lösungsstrategien). üben Teamfähigkeit und unterstützen sich gegenseitig. zeigen durch offene Fragestellungen Engagement und Motivation, Lösungen zu entwickeln. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verwenden computergestützte Software zum Konstruieren und Messen.

In dieser Unterrichtseinheit begeben sich die Schülerinnen und Schüler auf eine (virtuelle) Entdeckungsreise in und durch das Alte Ägypten. An verschiedenen Lernstationen und mithilfe von Internetseiten informieren sie sich über Pyramiden, Mumien, Hieroglyphen, den Nil sowie die Arbeit von Ägyptologinnen und Ägyptologen in der heutigen Zeit. "Ägypten – Geschenk des Nils" nennt Herodot das immer noch geheimnisumwobene Land, das die Menschen seit Generationen fasziniert. In dieser Unterrichtseinheit tauchen die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I in die faszinierende Welt des Alten Ägypten ein. Sie lernen wichtige Merkmale und Besonderheiten dieser alten Hochkultur kennen und entwickeln so ein umfassenderes Verständnis für die Lebensweise und kulturellen Errungenschaften der Menschen im Alten Ägypten. Diese Unterrichteinheit vermittelt an verschiedenen Lernstationen und anhand einer Vielzahl von ansprechenden, multimedial aufbereiteten Informationsseiten zum Alten Ägypten Informationen zu einzelnen thematischen Schwerpunkten rund um die Gesellschaft, Religion, Kunst und Architektur sowie Geographie. Je nach Zeitplanung kann sie aber auch als themendifferenzierte, arbeitsteilige Gruppenarbeit oder als fächerverbindendes Projekt durchgeführt werden. Durch vielfältige Einsatz- und Umsetzungsmöglichkeiten der Materialien wird nicht nur die Sachkompetenz der Lernenden gefördert, sondern auch ihre Medien- und Sozialkompetenz. Das Thema im Unterricht Die Auseinandersetzung mit dem Alten Ägypten als Beispiel einer Hochkultur ist fest in Lehrplänen und Schulcurricula verankert und Bestandteil des Unterrichts der Sekundarstufe I. Vorkenntnisse Häufig sind Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I von dem Thema "Das Alte Ägypten" fasziniert und bringen bereits Vorwissen (aus Filmen, Comics etc.) mit, an das angeknüpft werden kann. Hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich, ist es, wenn die Lernenden bereits über Kenntnisse der Computernutzung und Internetrecherche verfügen. Methodisch-didaktische Überlegungen Die modular aufgebaute Unterrichtseinheit greift mit jeder Lernstation einen thematischen Schwerpunkt aus dem Alten Ägypten auf. Die Vorlagen der Arbeitsblätter können von jeder Lehrkraft individuell bearbeitet werden, sodass sie Pflicht-, Wahl-, und Zusatzaufgaben für ihre Klasse selbst definieren kann. Die Lehrkraft ist während der einzelnen Phasen eine wichtige Ansprechperson. Dabei geht es nicht nur um Rückfragen hinsichtlich der Aufgabenumsetzung, sondern auch um die Unterstützung bezüglich des inhaltlichen Verständnisses, da einige Internetseiten auf Englisch sind oder sehr komplex für die Altersstufe sein können. Dann müssen die Inhalte altersgerecht(er) formuliert und erklärt werden. Zur Vertiefung und Ergebnissicherung sollten die Schwerpunkte der einzelnen Stationen abschließend im Plenum aufgegriffen und besprochen werden. Für jedes Unterthema sollten circa zwei Stunden eingeplant werden. Je nach Leistungsstand der Klasse kann ein Unterthema innerhalb einer Gruppe auch arbeitsteilig bearbeitet werden. Sollte eine Gruppe ein Arbeitsblatt schneller bearbeitet haben, gibt es Zusatztipps oder die Möglichkeit, auf Aufgaben zu einem anderen Thema zu verweisen. Die Arbeit mit Informationsangeboten im Internet ist ein zentrales Element der Unterrichtseinheit, da die Lernstationen Rechercheaufgaben zu den historischen Stätten am Nil, zu Pyramiden, Mumien, Hieroglyphen und zur Arbeit der Ägyptologinnen und Ägyptologen in der heutigen Zeit enthalten. Die Lehrkraft unterstützt die Lernenden während der Arbeitsschritte und begleitet sie in der Arbeit mit dem Computer, um den reflektierten und kritischen Umgang mit Medien zu schulen. Steht ausreichend Zeit zur Verfügung, kann die Reihe als Lernen an Stationen durchgeführt werden. Jedes Unterthema ist dann eine Lernstation. Die historischen Sehenswürdigkeiten der Nilreise sollten den Anfang, die Arbeit der Ägyptologen das Ende der Unterrichtseinheit bilden. Alle anderen Themen können in freiher Reihenfolge bearbeitet werden. Auf die Zusatztipps sollten die Schülerinnen und Schüler erst eingehen, wenn sie sich den normalen Aufgabenkatalog erarbeitet haben. Die Vorlagen der Arbeitsblätter können von jeder Lehrkraft individuell bearbeitet werden, sodass sie Pflicht-, Wahl-, und Zusatzaufgaben im Rahmen der Binnendifferenzierung selbst definieren kann. Wenn die Zeit knapp ist, ist eine themendifferenzierte Vorgehensweise im Rahmen einer Gruppenarbeit zum Einstieg in das Thema Ägypten oder zur Festigung eines Unterthemas denkbar. Je nach Interessensgebiet wählen die Schülerinnen und Schüler dann aus, ob sie sich auf eine virtuelle Nilreise begeben oder mit Pyramiden, Mumien oder Hieroglyphen beschäftigen wollen. Auch eine fächerverbindende Arbeit beispielsweise mit Geographie und Deutsch ist möglich, wenngleich der Schwerpunkt der Unterrichtseinheit im Fach Geschichte liegt. Im Geographieunterricht bietet es sich an, im Anschluss an eine virtuelle Nilreise auf das Leben und Arbeiten am Nil einzugehen. Auch ein Exkurs zur Bedeutung des Tourismus für das heutige Ägypten ist möglich. Im Fach Deutsch können die Schülerinnen und Schüler die Hieroglyphen-Sprache untersuchen, mit dem lateinischen Alphabet vergleichen und E-Mails an die Ägyptologinnen und Ägyptologen formulieren und senden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über unterschiedliche inhaltliche Schwerpunkte zum Thema "Das Alte Ägypten". lernen bedeutende Denkmäler des Alten Ägyptens kennen und erfahren Wissenswertes rund um Kultur und Lebensweise. erkennen und erläutern Merkmale der Hochkultur Ägyptens. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen die Nutzungsmöglichkeiten des Internets für den Geschichtsunterricht kennen. recherchieren geleitet Informationen auf verschiedenen Internetseiten. schreiben E-Mails mit ungeklärten Fragen an Ägyptologinnen und Ägyptologen. Sozialkompetenz erweitern ihre Kompetenzen im Bereich des gemeinschaftlichen Arbeitens hören ihren Mitschülerinnen und Mitschülern im Rahmen des kooperativen Arbeitens oder bei Präsentationen zu und würdigen ihre Beiträge.

In dieser Unterrichtseinheit wird das Kernthema Mobbing behandelt. Der Themenbereich ist aus verschiedenen Gründen für das Fach Ethik/Werte und Normen relevant. Nicht nur in der Sekundarstufe I werden die Schülerinnen und Schüler täglich durch Posts in sozialen Netzwerken oder von anderen Mitgliedern aus der Klasse oder dem Jahrgang beeinflusst. Das Ausmaß des Einflusses hängt vom Individuum ab. Es ist aber nicht zu bestreiten, dass sich viele Schulpflichtige in dieser Altersklasse der Meinung der Masse anpassen, um nicht negativ aufzufallen. Häufig geht dieser Zwang durch die Gruppe mit Mobbing gegen vermeintlich Schwächere einher. Im Gegensatz dazu fühlen sich die passiv Betroffenen hilflos, da sie aus eigener Kraft keinen Ausweg aus ihrer Situation finden. Die Zielsetzung der Unterrichtseinheit besteht in der Sensibilisierung für Mobbinghandlungen. Die Schülerinnen und Schüler sollen dazu befähigt werden, subtile Handlungsweisen als Mobbing zu erkennen und richtig einzuordnen. Darüber hinaus stehen die kritische Reflexion des eigenen Verhaltens sowie die Motivation zum aktiven Eingreifen für ein verbessertes Schul- und Klassenklima im Vordergrund. Das Ziel besteht darin, den Einfluss von Mobbing, aber auch von einem sozial verträglichen Miteinander auf das Wohl der (Schul-)Gemeinschaft zu erkennen. Die Einstiegsfrage in Verbindung mit der Aufgabenstellung auf dem Arbeitsblatt 1 aktiviert die Schülerschaft zu einer spontanen Auseinandersetzung mit dem Thema. Im Anschluss findet die Gruppenarbeitsphase als Vertiefung statt. Die dritte und vierte Unterrichtsstunde dienen sowohl der Rekapitulation als auch der Konsolidierung von bereits erworbenen Fachkompetenzen. Im Rahmen der Vorbereitung werden die Arbeitsblätter ausgedruckt, Gegenstände für die Einstiegsphase und die Aufgaben auf dem ersten Arbeitsblatt beschafft und technische Geräte (z. B. Whiteboard) auf ihre einwandfreie Funktionsfähigkeit überprüft. Beide Tätigkeiten fallen in den Zuständigkeitsbereich der Fachlehrkraft. Mobbing ist als Thema in vielfacher Hinsicht von Bedeutung. In dem Unterrichtsfach steht unter anderem die Vermittlung von Soft Skills, also sozialen Kompetenzen, im Mittelpunkt. In der Sekundarstufe I sind die Schülerinnen und Schüler im Schnitt 12 bis 15 Jahre alt. In dieser Altersgruppe sind aktiv und passiv erlebtes Mobbing keine Ausnahme. Diese persönlichen Erfahrungen versetzen sie in die Lage, einen leichteren Einstieg in die Thematik zu finden. Vorkenntnisse in Bezug auf das Vokabular sind ebenfalls nötig. Der Begriff "Mobbing" ist den meisten Schülerinnen und Schülern bekannt. Somit ist eine Begriffsdefinition überflüssig. Es steht der Lehrkraft jedoch frei, Synonyme wie "Ärgern" zu verwenden. Dabei sollte eine klare Trennung zwischen Konflikten unter gleich starken Parteien und manifesten Mobbinghandlungen vorgenommen werden. Zudem ist eine Abgrenzung von Mobbing und dem sprichwörtlichen Ärgern erforderlich, damit das Wesentliche beider Begriffe von der Klasse richtig verstanden wird. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen Spaß und Ernst kennen. Erkennten, dass Mobbing entgegen der weit verbreiteten Meinung kein Spaß ist. entwickeln sie Handlungsvorschläge und Methoden zur gewaltfreien Kommunikation. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Präsentationstechniken wie Beamer oder Whiteboard, um ihre Arbeitsergebnisse darzustellen. lernen die fachgerechte Verwendung technischer Hilfsmittel kennen. vertiefen ihre Medienkompetenzen durch den praktischen Einsatz digitaler Werkzeuge. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten selbstständig und eigenverantwortlich in Stillarbeit. entwickeln Teamfähigkeit durch die Zusammenarbeit in Kleingruppen. üben sachliche und konstruktive Kritik im Austausch in der Klassengemeinschaft. präsentieren ihre Arbeitsergebnisse vor der gesamten Klasse.

Das Potenzial an Energie, das die Sonne täglich auf die Wüsten unserer Erde einstrahlt, ist gigantisch. Die Idee, diese unerschöpfliche Energiequelle in großem Maßstab anzuzapfen, klingt äußerst reizvoll. Wüsten nehmen eine enorme Fläche auf unserer Erde ein. Aber nur ein Bruchteil muss genutzt werden, um den globalen Strombedarf zu decken. Zumindest theoretisch. Um das Desertec-Konzept Realität werden zu lassen, müssen eine Reihe von Herausforderungen überwunden werden. Diese Probleme sind nicht nur technischer, sondern auch ökonomischer, politischer und sozialer Natur. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich über die Chancen, aber auch über die Risiken dieser großen Idee informieren und ihre eigene Meinung bilden können. Ziel dieser Unterrichtseinheit ist es, die Schülerinnen und Schüler zu befähigen, sich ein eigenes Bild zum Desertec-Konzept zu machen. Sie sollen lernen, welche enormen Chancen und welche Risiken damit verbunden sind. Zu Beginn steht die Beschäftigung mit dem enormen Potenzial, das die Sonne zur Verfügung stellt. Sowohl grafisch als auch in Form von Zahlen wird ein Gefühl für die Dimension des Projekts vermittelt. Darauf aufbauend wird die technische Umsetzung thematisiert. Wie funktionieren Solarthermische Kraftwerke? Und wie kommt der Strom aus der Wüste zu uns? Im letzten Schritt folgt die Auseinandersetzung mit kritischen Stimmen. Bei Bedarf kann ein kleines Rollenspiel durchgeführt werden. Ablauf der Unterrichtseinheit Anhand von Arbeitsblättern können sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Desertec-Konzept beschäftigen und sich ihre eigene Meinung dazu bilden. Die Schülerinnen und Schüler sollen erfahren, welches Potenzial an erneuerbarer Energie in der Wüste zur Verfügung steht. sich mit den technischen Herausforderungen beschäftigen, die es im Rahmen des Desertec-Konzepts zu lösen gilt. die Grundlagen solarthermischer Kraftwerke verstehen. neben den Chancen auch die Risiken betrachten und sich mit kritischen Meinungen zu Desertec auseinandersetzen. Thema Desertec - Strom aus der Wüste Autorinnen und Autor Uwe Rotter, Sarah Otte Fach Geographie Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 2-3 Stunden Technische Voraussetzungen Je Arbeitsgruppe ein Computer für die Internetrecherche Das erste Arbeitsblatt thematisiert die Menge an Energie, die weltweit verbraucht wird und regt einen Vergleich an mit der zur Verfügung stehenden Sonneneinstrahlung. Es soll berechnet werden, welche Fläche notwendig ist, um unseren Strom komplett aus der Sonneneinstrahlung zu beziehen. Welche Möglichkeiten gibt es, aus Sonne Strom zu gewinnen? Die Schülerinnen und Schüler können ihr Wissen niederschreiben und bei Bedarf im Internet recherchieren. Im Rahmen des Desertec-Konzepts werden solarthermische Kraftwerke geplant. Hierzu soll eine Zeichnung beschriftet und vervollständigt werden. Konkrete Hinweise finden sich wieder im Internet. Das Desertec-Konzept ist nicht unumstritten. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich mit den kritischen Argumenten und den Stellungnahmen der Desertec-Foundation auseinandersetzen. Anhand eines Rollenspiels können die Argumente erprobt werden.

Im Rahmen dieser Unterrichtseinheit erlernen die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit der Augmented-Reality (AR)-Applikation "PUMA : Spannungslabor" und nutzen diese für die Arbeit in Kleingruppen. In zwei Experimenten werden die Applikation beziehungsweise die in der Applikation dargestellten didaktischen Modelle der Elektrizität genutzt, um anhand der Modelle zu argumentieren und Hypothesen für den Experimentierprozess zu generieren. Die Unterrichtseinheit ist in drei Unterrichtsstunden gegliedert. Im Verlauf der ersten Unterrichtsstunde wird die AR-Applikation "PUMA : Spannungslabor" von der Lehrkraft im Rahmen eines Demonstrationsexperiments genutzt, um die Darstellung der didaktischen Modelle "Elektronengasmodell", "Rutschenmodell" und "Stäbchenmodell" mit den Schülerinnen und Schülern zu erarbeiten. Die Lehrkraft erklärt und demonstriert den richtigen Umgang mit der Applikation. Im Rahmen der folgenden zwei Unterrichtsstunden erarbeiten die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen in Experimenten die Gesetzmäßigkeiten zur Stromstärke und Spannung bei Parallel- bzw. Reihenschaltungen. In den Experimentierphasen "Hypothesen formulieren" und "Ergebnisse mit der Ausgangshypothese vergleichen" nutzen die Schülerinnen und Schüler dabei die Applikation "PUMA : Spannungslabor" zur Unterstützung der Argumentation mit didaktischen Modellen. Kurzbeschreibung der Applikation "PUMA : Spannungslabor" Die Applikation überblendet einen Stromkreis mit Darstellungen der Leitungselektronen (in Form kleiner weißer Kugeln) und Visualisierungen des elektrischen Potentials. Die Darstellung des elektrischen Potentials kann gemäß des Elektronengasmodells (in Form einer Färbung der Leiterbahnen entsprechend des elektrischen Potentials), gemäß des Stäbchenmodells (in Form einer Anhebung der Leiterbahnendarstellung entsprechend des elektrischen Potentials) oder gemäß des Rutschenmodells (durch zur Anhebung der Leiterbahnen zusätzlichen Einblendung der sich bewegenden Leitungselektronen) erfolgen. Für den Einsatz der Applikation wird ein Experimentierset ELEKTRIK 1 der Firma MEKRUPHY benötigt. Neben den bereits beschriebenen Darstellungen können außerdem Messdaten der elektrischen Grundgrößen (Spannung, Stromstärke, elektrischer Widerstand) an den Bauteilen eingeblendet werden und für eine qualitative Interpretation des elektrischen Widerstands kann eine Visualisierung der Darstellung der Interaktion von Leitungselektronen und Materie auf Teilcheneben gemäß des Drude-Modells des elektrischen Widerstands eingeblendet werden. Für die beschriebene Unterrichtseinheit werden die Darstellungen der Leitungselektronen und der Modelle der elektrischen Potentiale benötigt. In der Applikation ist ein Tutorial mit Videos implementiert, welches Lehrkräfte in ihrer ersten Nutzung anleiten kann. Weitere Informationen und eine Möglichkeit zum Download der Applikation finden Sie über den Link am Ende dieser Seite. Relevanz des Themas Die jüngere fachdidaktische Forschung zur Elektrizitätslehre der Sekundarstufe I hat festgestellt, dass viele Schülerinnen und Schüler den Unterricht mit teils stark prävalenten fehlerhaften Vorstellungen zum Stromkreis verlassen (etwa die Stromverbrauchsvorstellung, unzureichende Trennung der Konzepte von Spannung und Stromstärke oder fehlendes Systemdenken beim Betrachten eines Stromkreises). Durch die explizite Aufforderung der Nutzung didaktischer Modelle zur Generierung von Hypothesen und Plausibilisierung von Ergebnissen soll eine stärkere Verknüpfung von Fachinhalt und didaktischem Analogie-Modell erreicht werden, was die Vernetzung der Fachinhalte im Gedächtnis unterstützt und zu gefestigteren Wissensstrukturen führen soll. Die Darstellung der Analogie-Modelle der Elektrizität durch Augmented Reality reduziert zusätzlich die mentale Hürde, sich der Modelle bei der Argumentation und Diskussion physikalischer Sachverhalte zu bedienen. Notwendige und förderliche Voraussetzungen Für einen Einsatz der beschriebenen Unterrichtseinheit ist das Vorhandensein eines Klassensatzes des Experimentierkastens ELEKTRIK 1 erforderlich. Die Lehrkraft muss die Kästen im Vorfeld entsprechend der Anleitung in der Applikation "PUMA : Spannungslabor" präparieren. Die Lehrkraft sollte vor Durchführung der ersten Unterrichtsstunde dieser Einheit die Applikation selbst sorgfältig durchgearbeitet haben. Dafür kann die in der Applikation verfügbare Tutorial-Ressource und das Informationsblatt zur Applikation genutzt werden. Für die Schülerinnen und Schüler ist es ideal, wenn die in der Applikation darstellbaren Analogie-Modelle der Elektrizität (Elektronengasmodell, Rutschenmodell, Stäbchenmodell) bereits bekannt sind und im Unterricht eingeführt wurden. Die Applikation kann aber auch ohne vorherige Nutzung der genannten Modelle im Unterricht für die Erarbeitung der Gesetzmäßigkeiten bei Parallel- und Reihenschaltung auf die beschriebene Art und Weise genutzt werden. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen (nach dem DigCompEdu Modell) Die Lehrenden sollten in der Lage sein, die Lernenden im Selbstgesteuerten Lernen unter Verwendung digitaler Technologien unterstützen (3.4 Selbstgesteuertes Lernen). Die Lehrenden sollten gewährleisten, dass die Lernenden für die Präsentation ihrer Ergebnisse die digitalen Medien nutzen, um ihre Argumentationen zu ihren wissenschaftlichen Untersuchungen zu unterstützen (5.3 Aktive Einbindung der Lernenden). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verwenden Analogien und Modellvorstellungen zur Wissensgenerierung. stellen an einfachen Beispielen Hypothesen auf. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler setzen digitale Werkzeuge bedarfsgerecht zur Wissensgenerierung ein. können digitale Umgebungen und Werkzeuge für den Gebrauch anpassen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. diskutieren Arbeitsergebnisse und Sachverhalte unter physikalischen Gesichtspunkten. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler nutzen digitale Werkzeuge zur Unterstützung ihrer Kommunikation und Argumentation. stärken ihre Technologiekompetenz im Umgang mit neuer Software durch zielgenaue Nutzung digitaler Werkzeuge. erkennen den Nutzen von digitalen Medien bei der Visualisierung von abstrakten mentalen Modellen.