In dieser Einheit wird die Einrichtung eines Weblogs vorgestellt. Mit dem Weblog können die Kinder ihre Erlebnisse in der Schule für Eltern und Freunde dokumentieren. Das Internet wird dadurch als direktes Kommunikationsmedium genutzt. Ein Weblog oder Blog (ein Kunstwort aus Web und Logbuch) ist ein Internet-Tagebuch, in dem bequem über ein Formular Geschichten, Artikel, Bilder und mehr veröffentlicht werden können. Weblog-Systeme sind Content-Management-Systeme, die ein einfaches Einfügen neuer sowie die Veränderung bestehender Inhalte auch für Nutzerinnen und Nutzer ermöglichen, die über keine oder nur geringe Webdesign-Kenntnisse verfügen. Die Nutzung der meisten Weblog-Plattformen ist kostenfrei. Die gestalterische Anpassung an die persönlichen Vorlieben lässt sich mithilfe von vorgefertigten Designs, sogenannten Templates, vornehmen. Alternativ kann auch ein eigenes Design entworfen werden. Ein Anbieter für Schülerinnen und Schüler ist digi.reporter . Etwas umfassender ist WordPress . Die Schülerinnen und Schüler werden zum Schreiben motiviert, da sie wissen, dass ihre Tagesberiche auch tatsächlich gelesen werden. Interaktivität entsteht dabei vor allem durch die Kommentarfunktion. Möglich sind Inhalte über Erlebnisse oder Projekte, die eventuell sogar um Bildmaterial ergänzt werden können. Auch kreative Texte und Aufsätze können veröffentlicht werden. Schulkinder, Lehrkräfte und Eltern profitieren gleichermaßen von diesem neuen Kommunikationsweg. Anlegen eines Weblog-Accounts Der Einstieg und die Vorbereitung sind bei einem Weblog-Projekt zuallererst Lehrersache: Sie müssen sich in das Thema einarbeiten und eine geeignete Weblog-Plattform finden. Das Einrichten eines Nutzer-Accounts ist dabei genauso einfach und unkompliziert wie das Anlegen eines E-Mail-Accounts. Nachdem Sie den Blog eingerichtet und zusammen mit den Schülerinnen und Schülern einige Probeeinträge veröffentlicht haben, sollten Sie das Projekt den Eltern vorstellen. Wichtig! Sie benötigen die Einverständniserklärung der Eltern, wenn Sie Fotos der Kinder in den Weblog einbinden möchten. Achten Sie weiterhin darauf, dass keine persönlichen Daten der Schülerinnen und Schüler (zum Beispiel Anschrift, E-Mail-Adresse, Telefonnummern) im Blog veröffentlicht werden. Möglichkeiten zur Integration des Weblogs in den Schulalltag Jeden Tag schreiben andere Schülerinnen und Schüler einen Eintrag zur jeweiligen Unterrichtsreihe. Zu bestimmten Projekten oder Ereignissen werden Texte veröffentlicht oder Informationen von den Lehrkräften vorgegeben. Weitere Tipps zur Projektarbeit Suchen Sie sich zum Beispiel über die E-Pals-Webseite eine Partnerklasse, die ebenfalls bloggt. Auf diese Weise bekommen die Schülerinnen und Schüler Anregungen und Kommentare von Klassen aus einer anderen Schule, vielleicht sogar aus einem anderen Land! Es bietet sich an, einige computererfahrene Kinder in die Arbeitsweise einzuführen, so dass diese im weiteren Verlauf den anderen Schülerinnen und Schülern helfend zur Seite stehen können. Ein Weblog lebt davon, dass die Beiträge gelesen und kommentiert werden. Diese Funktionen erhöhen und erhalten die Motivation. Sie sollten daher von Beginn an versuchen, einen festen Leserstamm aufzubauen. Der kann nicht nur aus Eltern, sondern auch aus interessierten Verwandten, Bekannten oder Freunden der Kinder bestehen. Die Schülerinnen und Schüler schreiben eine Begebenheit verständlich auf. führen den Weblog selbstständig. lernen, einen Text ohne handschriftliche Vorlage am Computer einzugeben. lernen, wie ein einfaches Eingabeformular gehandhabt wird.

Ein Vulkanausbruch ist ein faszinierendes Ereignis, dem man sich nicht entziehen kann. Die PuR Sendung "Wenn die Erde Feuer spuckt" (nach dem gleichnamigen Buch von Sabrina Ließ und Julika Rieger) greift dieses schöne und zugleich schaurige Naturschauspiel auf. Jo Hiller und der Vulkanexperte Boris Behncke besteigen gemeinsam den Ätna und werden bei ihrer Forschungsarbeit gefilmt. Infoclips erklären das Geschehen unter der Erde und Reportagen zeigen die zerstörerische Wirkung von Vulkanen. Diese fächerübergreifende interaktive Lerneinheit vertieft die in der Sendung angerissenen Themen und kann als Einstieg für ein umfassenderes Unterrichtsprojekt dienen. Bis auf das Quiz zur Sendung ist sie jedoch so angelegt, dass auch Kinder, die keine Möglichkeit haben, die Sendung zu sehen, damit arbeiten können. Die Schülerinnen und Schüler sollen im Internet gezielt Arbeitsaufträge recherchieren, ein interaktives Quiz und Puzzle am Computer lösen, eine interaktive Zuordnungsaufgabe und einen interaktiven Lückentext lösen und herkömmliche Arbeitsblätter bearbeiten, für die die Internetrecherche als Informationsquelle dient. Organisation und Ablauf Kurzbeschreibung, zeitlicher und organisatorischer Ablauf, Vorraussetzungen, Erfolgskontrolle. Anmerkungen zu den einzelnen Lernbereichen Hier finden Sie Erläuterungen zu allen elf Arbeitsblättern, die die Hauptthemen der Lerneinheit behandeln. Arbeitsmaterial und interaktive Lernumgebung Elf Arbeitsblätter plus Deckblatt einzeln im PDF-Format. Die interaktive Lerneinheit können Sie hier herunterladen und auch ohne Internetzugang nutzen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen aus den Bereichen des Sachunterrichts, der Fächer Mathematik, Deutsch, Kunst und Religion vielfältige am Thema orientierte Aufgaben erarbeiten und auf dem Wege Lernziele Vulkane - "Wenn die Erde Feuer spuckt" erreichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen gezielte Recherchen im Internet durchführen und das world wide web als Informationsquelle kennen lernen. Videoclips aus dem Web betrachten. eine interaktive Lerneinheit am Computer bearbeiten und dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung machen. Lückentexte und Zuordnungsübungen per drag&drop bearbeiten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Absprachen zur Benutzung der Computer-Arbeitsplätze treffen. sich als Partner über die Reihenfolge der Aufgaben einigen. sich gegenseitig helfen. Thema Vulkane Autorin Margret Datz Fächer fächerübergreifend: Deutsch, Mathematik, Sachunterricht, Kunst, Religion Zielgruppe 3. bis 4. Schuljahr Zeitraum circa 1 Woche Technische Voraussetzungen Computerraum oder Medienecke mit Internetanschluss, Soundkarte, RealPlayer oder Windows Media Player Erforderliche Vorkenntnisse genereller Umgang mit dem PC, Erfahrungen im Bereich der offenen Unterrichtsformen Planung Verlaufsplan "Wenn die Erde Feuer Vulkane sind nicht nur gefährlich und nützlich zugleich, nicht nur faszinierend und schaurig. Ihre Entstehung und Wirkung gehören zu den Einblicken in die Beschaffenheit der Erde, die Kinder im 4. Schuljahr gewinnen sollten. Neben der anschaulichen PuR-Sendung, die als Einstieg dienen kann, gibt es im Internet eine Fülle von interessanten und für Kinder geeignete Seiten, die sich mit dem Thema befassen. Inhalt Die interaktive Lerneinheit besteht neben der Eingangsseite (mit Quiz und Puzzle) aus neun weiteren Hauptseiten (wie Vulkane entstehen; wie Vulkane aussehen; wie Vulkane ausbrechen; wie Vulkane schaden; wie Vulkane nützen; wie Vulkane erforscht werden; Vulkan-Aufgaben; Vulkan-Geschichten; Vulkan-Experimente, -Rätsel und Malen), einer intern verlinkten Zuordnungsübung, einem Lückentext (Hot Potatoes), drei Hilfe-Seiten (intern) und 21 externen Links. Die Inhalte der Hauptseiten decken sich mit dem Inhalt der PuR-Sendung. Arbeitsweise Die Arbeitsanweisungen auf den Arbeitsblättern beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt. Die internen Links dagegen können offline bearbeitet werden. Die einzelnen Seiten sind frei wählbar, müssen also nicht in einer bestimmten Reihenfolge abgerufen werden - das Kind entscheidet nach Neigung. Partnerarbeit Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen hier unmittelbar von der Anzahl der vorhandenen Computer-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und die Partner sich zum anderen gegenseitig unterstützen können. Arbeitsblätter Als zusätzliches Angebot können im Bedarfsfall weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit beziehungsweise in der Sendung angesprochenen Themen vertiefen: zum Beispiel Vulkane in Deutschland, Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Übungen zur Rechtschreibung (Wörter mit V), zum geometrischen Körper Kegel, Arbeiten mit großen Zahlen. Feedback Der fächerübergreifende Ansatz ermöglicht es zudem, den normalen Stundenplan für die Projektdauer außer Kraft zu setzten. Wichtig sind jedoch eine gemeinsame Einführung und Erklärung der Handhabung der Lerneinheit und ein tägliches Feedback, bei dem exemplarisch einige Gruppensprecher über ihre Arbeit und etwaige Probleme berichten, für die dann gemeinsam Lösungswege gesucht werden. Wichtig ist außerdem die Organisation des Unterrichtsablaufs. Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll und eine entsprechende Einteilung vorzunehmen (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder vom Lehrer bestimmt). Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Erklären sollte man auf jeden Fall, dass die Rückkehr auf den heimischen Rechner über den Rückwärtspfeil des Browsers erfolgt. Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und vom Lehrer überprüft wird. Die Feuerspucker Das Quiz zur Sendung ist natürlich nur zu lösen, wenn die Kinder die Sendung auch gesehen haben. Es ist das einzige Element der Lerneinheit, das sich ausschließlich auf die Sendung bezieht. Hausaufgabe: "fernsehen!" Vielleicht haben einige Kinder oder deren Eltern die PuR-Sendung auf Video aufgezeichnet, so könnten sie sich zum gemeinsamen Anschauen mit anderen verabreden. Wie Vulkane entstehen Die Schülerinnen und Schüler werfen einen Blick in das Innere der Erde und lernen die Begriffe Erdkern, Erdmantel und Erdkruste sowie ihre Lage kennen (Lückentext, Abbildung). Ein weiterer Lückentext befasst sich mit den Konvektionsströmen des zähflüssigen Gesteins im Erdmantel. Ein Kurzvideo auf der dazu gehörenden Internetseite zeigt eine Reise durch die Erde. Entsprechende Abbildungen aus dem Internet sollen nachgezeichnet werden. Wie Vulkane aussehen Hier lernen die Kinder den Aufbau eines Vulkans (Magma, Magmakammer, Schlot, Hauptkrater, Nebenkrater, Kegel/Vulkan), Aschen und Lava) und die wichtigsten Vulkantypen (Schildvulkan, Schichtvulkan, Caldera-Vulkan) kennen. In einer interaktiven Zuordnungsübung können sie ihr Wissen überprüfen. Wie Vulkane ausbrechen Beredter als alle Erklärungen ist hier das Anschauen entsprechender Bilder beziehungsweise Videoclips, die Vulkanausbrüche zeigen. Wie Vulkane schaden Die Kinder sollen sich vorstellen, am Fuße eines Vulkans zu wohnen und Überlegungen zur eigenen Befindlichkeit anstellen. Sie lernen die sieben vulkanischen Gefahren kennen (Lavaströme, Airfall-Ablagerungen, Pyroklastische Ströme, Gase, Schlammlawinen, Erdrutsche und Tsunamis) und sehen eindrucksvolle Bilder von Landschaften vor und nach einem Vulkanausbruch. Wie Vulkane nützen Warum es trotz der Gefahren immer noch Menschen gibt, die in der Nähe von Vulkanen leben, zeigt der Aspekt "Wie Vulkane nützen" (fruchtbare Erde, Rohstoffe, Energiegewinnung, Heilwirkung durch Thermen). Wie Vulkane erforscht werden Vulkanforscher wie die beiden jungen Buchautorinnen und die Akteure in der PuR-Sendung brauchen eine ganz bestimmte Ausrüstung, um ihrer Aufgabe nachkommen zu können. Einen Einblick in die Arbeit von Vulkanforschern gewinnen die Kinder, die die Sendung nicht gesehen haben, hier durch die entsprechenden Fotos. Vulkan-Aufgaben Höhenangaben von bekannten Vulkanen sollen hier nachgeordnet und Unterschiede berechnet werden. Außerdem lernen die Schülerinnen und Schüler den geometrischen Körper Kegel kennen und ordnen ihm Gegenstände aus dem Alltag und abstrakte Formen zu. Vulkangeschichten Wörter mit V sollen nach dem Klang (W oder F) geordnet werden (Arbeitsblatt 9). Für Arbeitsblatt 10 finden die Kinder die Wörter aus dem Roman "Stiller" von Max Frisch in der Lernumgebung. In beeindruckender Weise beschreibt er den Ausbruch des Paricutin in Mexiko. Sie können den gesamten Text auch dem Buch entnehmen und von den Kindern Nomen, Verben und Adjektive heraussuchen lassen. Vulkan-Exprimente, Rätsel, Malen Bau eines Mini-Vulkans mit Zitronensäure und Natron, Lösen der Rätselseite (Arbeitsblatt 11) und Malen eines Vulkanbildes.

Mithilfe von interaktiven Arbeitsblättern und Animationen setzen sich Schülerinnen und Schüler mit dem Lernbereich "Kernumwandlungen – Nutzen und Gefahren" in Einzel- oder Partnerarbeit auseinander.Beim Einstieg in die Thematik wird auf die Entwicklung der wichtigsten Atommodelle eingegangen. Die Bildung von Ionen und Isotopen spielt dabei als Grundlage für die folgenden Themen eine wichtige Rolle. Den zweiten Schwerpunkt bilden der Spontanzerfall und die Freisetzung von radioaktiver Strahlung. Die künstlichen Kernumwandlungen werden mittels Computeranimationen erklärt. Zum Abschluss werden Kenntnisse zur gesteuerten und ungesteuerten Kettenreaktion vermittelt. Dieser Zusammenhang kann ebenfalls in Form von Computeranimationen veranschaulicht und interaktiv bearbeitet werden. Einsatz im Unterricht Der Einsatz der Sammlung von interaktiven Übungen und 3D-Animationen zur Atomphysik sollte unterrichtsbegleitend erfolgen. Nach der Behandlung des jeweiligen Themas im Unterricht (Arbeitsblätter als Word-Dokumente im Download-Paket "atomphysik_materialien.zip") können Übungsphasen im Computerkabinett den Unterricht lebendiger gestalten und zur Binnendifferenzierung genutzt werden. Die Verwendung der 3D-Animationen soll dabei die Anschaulichkeit erhöhen und die Visualisierung der Aufgabenstellung gerade bei den "unsichtbaren" Sachverhalten im submikroskopischen Bereich vereinfachen. Hinweise zur Nutzung der interaktiven Arbeitsblätter In der Klassenstufe 9 hat sich der Einsatz des Beamers bewährt, wenn die Schülerinnen und Schüler die Arbeit mit interaktiven Arbeitsblättern noch nicht gewohnt waren. Für die Eingaben in die Formularfelder der interaktiven Übungen sollte ein Hinweis auf die Notwendigkeit einer korrekten Schreibweise erfolgen. Dies führt zu erhöhter Konzentration und weniger Frusterlebnissen, wenn Fragen inhaltlich richtig, aber infolge falscher Rechtschreibung als falsch beantwortet wurden. Auch Partnerarbeit von Lernenden mit guten Deutschkenntnissen zusammen mit Schülerinnen und Schülern, welchen die deutsche Sprache schwer fällt (Integrationskinder), ist hier gut möglich. Technische Hinweise Um die 3D-Modelle öffnen zu können, ist ein VRML-Plugin nötig. Alle animierten GIFs und interaktiven 3D-Animationen der verwendeten Übungen wurden vom Autor der Unterrichtseinheit mithilfe des 3D-CAD-Programmes FluxStudio erzeugt. Dieses Programm ist für die pädagogische Arbeit als Freeware verfügbar.Die Schülerinnen und Schüler sollen Atommodelle kennen. die alpha-, beta und gamma-Strahlung kennen. künstliche Kernumwandlungen kennen. das Aufstellen von Zerfallsgleichungen beherrschen. erkennen, dass der Unterschied zwischen gesteuerter und ungesteuerter Kettenreaktion für die Nutzung der Kernenergie immens wichtig ist.

Mit einer interaktiven Lernumgebung auf der Basis der Tabellenkalkulation Excel erkunden Schülerinnen und Schüler die Monte-Carlo-Methode zur Bestimmung von Flächeninhalten. Ein integriertes Hilfesystem unterstützt die Lernenden beim selbstständigen und kooperativen Arbeiten. Die Monte-Carlo-Methode ist in den vierziger Jahren des 20. Jahrhunderts im Rahmen des Manhattan-Projekts entstanden, um die zufällige Diffusion von Neutronen in spaltbarem Material zu simulieren. Bei der Namensgebung der Methode stand tatsächlich das weltberühmte Casino in Monte-Carlo Pate, denn die ersten Tabellen von Zufallszahlen hat man aus den Ergebnissen der Roulettspiele, die in diesem Casino regelmäßig ausgehängt wurden, gewonnen. Bei der Monte-Carlo-Methode handelt es sich um numerische Verfahren, die mithilfe von Zufallszahlen mathematische Probleme lösen beziehungsweise simulieren. So können Probleme, die deterministischer Art sind, zum Beispiel Berechnungen von Integralen, Berechnung von Summen, im Rahmen einer stochastischen Genauigkeit (Gesetz der großen Zahlen) näherungsweise gelöst werden. Problemstellungen, die probabilistischer Natur sind, zum Beispiel Warteschlangenprobleme, Lagerhaltungskosten, Versicherungsprobleme, können dagegen nur simuliert werden. Im Folgenden wird die Monte-Carlo-Methode genutzt, um Problemstellungen zum Thema Flächeninhalt näherungsweise zu lösen. Voraussetzungen, Ablauf der Unterrichtseinheit, Materialien Die vorliegende Lerneinheit ist zum selbstständigen Arbeiten am Computer konzipiert. Das individuelle Lernen wird durch verschiedene interaktive Elemente unterstützt. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Monte-Carlo-Methode erläutern können. den Flächeninhalt eines Kreises mit der Monte-Carlo-Methode näherungsweise berechnen können. erkennen, dass durch die Erhöhung der Anzahl der Zufallspunkte die Wahrscheinlichkeit für das Abweichen des approximativ berechneten Ergebnisses vom algebraisch berechneten Ergebnis abnimmt. mithilfe der Monte-Carlo-Methode den Flächeninhalt unter einer Parabel approximieren können. mithilfe einer Tabellenkalkulation Monte-Carlo-Methoden rechnerisch durchführen können. Thema Bestimmung von Flächeninhalten mit der Monte-Carlo-Methode Autor Thomas Borys Fach Mathematik Zielgruppe ab Klasse 9, begabte Schülerinnen und Schüler, Mathematik-AG Zeitraum 2-3 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Einzelarbeit) Software Microsoft Excel Damit alle eingebauten Funktionen genutzt werden können, müssen bei Excel die Makros aktiviert werden. Vor dem Öffnen der Datei muss dazu im Menu "Extras/Optionen", auf der Registerkarte die Makrosicherheit mindestens auf "mittel" gestellt werden. Als Lernvoraussetzungen sind grundlegende Kenntnisse im Umgang mit einer Tabellenkalkulation notwendig, wie zum Beispiel die Eingabe von Rechenoperationen. Weiterführende Kenntnisse, wie das Erzeugen von Zufallszahlen, werden nicht vorausgesetzt. Diese können selbstständig erarbeitet werden. Erarbeitung der notwendigen Kenntnisse im Umgang mit EXCEL Auf der Start-Seite der interaktiven Lerneinheit werden die Schülerinnen und Schüler nach ihren Excel-Kenntnissen gefragt. Je nach Antwort werden sie mit Hyperlinks weiter geleitet. Nach entsprechender Auswahl können die Schülerinnen und Schüler die Eingabe von Zufallszahlen und die Eingabe von Wenn-Funktionen erlernen beziehungsweise bereits Bekanntes vertiefen. Auch steht eine weitere zielorientierte Übung zur Verfügung Zentrale Problemstellung Die Einführung in die Monte-Carlo-Methode erfolgt an Hand der näherungsweisen Bestimmung des Flächeninhalts eines Kreises mit einem Radius Eins. Dazu steht den Schülerinnen und Schülern ein ausführliches Aufgabenblatt zur Verfügung. Unterstützt werden sie unter anderem durch ein interaktives Schaubild, nach dem Erzeugen der Zufallspunkte erscheinen diese auch im Schaubild. Aufgaben zum selbstständigen Arbeiten Zur weiteren Vertiefung der Monte-Carlo-Methode stehen noch sechs weitere Aufgabenblätter zur Verfügung. Die ersten beiden Aufgabenblätter vertiefen die näherungsweise Bestimmung des Flächeninhalts eines Kreises. Des Weiteren wird der Vergleich mit dem algebraischen Ergebnis thematisiert. Die beiden folgenden Arbeitsblätter behandeln die Thematik "Flächeninhalt unter einer Geraden", wobei auch hier der Vergleich mit dem algebraischen Ergebnis möglich ist. Die letzten beiden Aufgabenblätter geben schon einen kleinen Einblick in die Integralrechnung, denn die Schülerinnen und Schüler sollen den Flächeninhalt unter einer Parabel bestimmen (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). An dieser Stelle wird die Notwendigkeit der Monte-Carlo-Methode richtig plastisch: Die Lernenden sind durch diese Methode in der Lage, einen Flächeninhalt näherungsweise zu bestimmen, den sie algebraischen noch nicht berechnen können. Makros aktivieren Damit alle eingebauten Funktionen genutzt werden können, müssen bei Excel die Makros aktiviert werden. Vor dem Öffnen der Datei muss dazu im Menü "Extras/Optionen", auf der Registerkarte die Makrosicherheit mindestens auf "mittel" gestellt werden. Dateien mit und ohne Blattschutz Die erste Tabelle (monte_carlo.xls) ist so angelegt, dass die Lehrperson diese komplett ändern kann. Allerdings können auch die Lernenden Dinge verändern, die sie eigentlich nicht ändern sollten. Die zweite Tabelle (monte_carlo_schutz.xls) ist mit dem für Excel üblichen Blattschutz teilweise geschützt, das heißt die Schülerinnen und Schüler können nur auf gewissen Feldern Eintragungen vornehmen, die nicht geschützt sind. Dopfer, G., Reimer, R. Tabellenkalkulation im Mathematikunterricht, Klett Verlag, Stuttgart 1995 Engel, A. Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik, Band 1, Klett Studienbücher, Stuttgart 1973 Hermann, D. Monte-Carlo-Integration, in: Stochastik in der Schule, 12 (1), 1992, Seite 18-27

Warum kann man eine Sonnenfinsternis vorausberechnen, die Lottozahlen aber nicht? Gibt es den Wetterbericht für nächstes Jahr? Wann kommt die nächste Heuschreckenplage? Ist alles schon vorausbestimmt? Gibt es eine Ordnung im Chaos? Was hat das alles mit dem "Apfelmännchen" zu tun? Diese und andere Fragen werden im Kurs "Ein(-)Blick ins Chaos" auf mathematischer Grundlage erforscht. Intention des Kurses ist es, die Schülerinnen und Schüler in das Forschungsgebiet nichtlinearer, dynamischer Systeme einzuführen und verschiedene Aspekte der "Chaos-Theorie" und der damit verbundenen fraktalen Geometrie aufzuzeigen. Dabei werden mithilfe des Computers (Tabellenkalkulationen, Basic- und Pascal-Programme) Populationsdynamiken analysiert und daraus resultierende fraktale Mengen visualisiert. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen anhand repräsentativer Gleichungen Kerninhalte der Chaosforschung und erhalten somit eine Grundlage für weiterführende Studien und eigene Experimente. Besondere Bedeutung kommt dabei auch dem fächerübergreifenden Bildungs- und Erziehungsziel "Entwicklung von Weltbildern und Weltdeutung" zu. Der hier vorgestellte Kurs wurde schon mehrmals im Rahmen einer "Schülerakademie" (ein lehrplanunabhängiges Enrichment-Programm zur Förderung hochbegabter Gymnasiasten) durchgeführt. Hinweise zu den Voraussetzungen und Materialien Das Skript zu dem Kurs soll als Leitfaden dienen. Den Quellcode der im Kurs verwendeten Programme finden Sie hier in Turbo Pascal. Die meisten Programme lassen sich auch per Tabellenkalkulation umsetzen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Abgrenzung chaotischer Systeme vom schwachen beziehungsweise starken Kausalitätsprinzip erkennen. mit der Herleitung der logistischen Gleichung die Konzeption der Rückkopplung und Iteration verstehen. bereits in der Unter- und Mittelstufe erworbene mathematisch analytische Fertigkeiten auf die Diskussion der logistischen Gleichung anwenden können. verschiedene Darstellungsformen nichtlinearer Iterationen vergleichend interpretieren und selbst einfache Computerprogramme zur Analyse und Visualisierung erstellen können. Sensitivität, Transitivität und dicht liegende periodische Punkte als Kennzeichen chaotischer Systeme begreifen. Zusammenhänge nichtlinearer dynamischer Systeme und fraktaler Strukturen erkennen. über die philosophischen Aspekte des Determinismus beziehungsweise Indeterminismus und der Berechenbarkeit von Systemen nachdenken. Erforderlich beziehungsweise hilfreich für die Durchführung dieses Kurses sind folgende Vorkenntnisse: quadratische Funktionen Differentialrechnung, insbesondere Ableitung als Steigung des Funktionsgraphen Grundkenntnisse und Fertigkeiten in Bedienung und Programmierung von Computern (Tabellenkalkulation, Basic, Pascal oder Java) für eine Weiterführung des Unterrichtsprojekts mit fraktaler Geometrie: komplexe Zahlen "Pluskurse" und vergleichbare Rahmen bieten im Vergleich zum Pflichtunterricht viele Vorteile, welche erfahrungsgemäß die Unterrichtsgestaltung wesentlich vereinfachen und die Lerneffizienz steigern: kleine Kursstärken homogene Lerngruppen spontanes und flexibles Agieren und Reagieren aufgrund fehlender Lehrplananbindung motivierte, leistungsbereite Schülerinnen und Schüler Wegfall von zeitaufwändigen Leistungserhebungen Die genannten Gelegenheiten gestatten der unterrichtenden Lehrperson und ihren Schülerinnen und Schülern erheblich mehr individuellen Freiraum zum experimentellen, entdeckenden Lernen und für fächerübergreifende Betrachtungen. Leitfaden statt exakte Unterrichtsplanung Der Natur der "Pluskurse & Co." entsprechend ist der Aufbau des Skripts zu dem Kurs (einblick_ins_chaos.pdf) gestaltet: Es ist als Leitfaden zu verstehen, von dem bei Bedarf abgewichen werden kann. Der Stoff wird in mehreren Kapiteln schülergerecht aufbereitet dargeboten, jeweils gefolgt von didaktischen Hinweisen, ergänzenden Vertiefungen oder Aufgabenvorschlägen. Eine exakte Unterrichtsplanung entfällt. Software zur Darstellung fraktaler Mengen Das Skript enthält eine Liste begleitender und weiterführender Literatur. Von den zahlreichen zum Thema (meist frei) erhältlichen Programmen sei der Real-Time Fractal-Zoomer "XaoS" erwähnt, der mit seinen ästhetischen Bildern fraktaler Mengen auch den affektiven Lernbereich zur Geltung bringt. Hinweise zu den Materialien Im Download-Material zu diesem Beitrag finden Sie die im Kurs verwendeten Programme samt Quellcode in Turbo Pascal, das aufgrund seiner streng strukturierten Syntax immer noch gut zum Erlernen der Grundkenntnisse des Programmierens eingesetzt werden kann. Die Programmstrukturierung mittels Prozeduren erlaubt aber auch eine Portierung in andere Programmiersprachen (zum Beispiel das frei erhältliche QBasic, das sich bei der Grafikprogrammierung sehr unkompliziert zeigt). Die meisten Programme lassen sich alternativ gut in einem Tabellenkalkulationssystem umsetzen (das Endzustandsdiagramm "Feigenbaum" nur mit Einschränkungen).

Diese Unterrichtseinheit zum Thema Trigonometrie bietet durch dynamische Arbeitsblätter ein differenziertes Übungsumfeld zu Sinus, Kosinus und Tangens im rechtwinkligen Dreieck. Dadurch werden die aktuellen Kenntnisse und Fertigkeiten aller Schülerinnen und Schüler berücksichtigt. Die Besonderheit der Lernumgebung zur Trigonometrie "Sinus, Kosinus und Tangens im rechtwinkligen Dreieck" besteht darin, dass sie in jeder Phase des Unterrichts flexibel eingesetzt werden kann. Die dynamischen Arbeitsblätter eignen sich sowohl für die Erarbeitung der trigonometrischen Zusammenhänge im rechtwinkligen Dreieck, als auch für eine differenzierte Übungs- und Anwendungsphase. Die Lernumgebung bietet dynamische Veranschaulichungen sowie einfachere und komplexere Übungen und ermöglicht so den Lernenden eine eigenständige und selbstverantwortliche Wissenserweiterung. Die zu bearbeitenden Aufgaben werden per Computer analysiert und bewertet. Deshalb kann sich die Lehrkraft in der Übungsphase individuell leistungsschwächeren Lernenden zuwenden und gemeinsam mit ihnen Probleme analysieren. So wird eine gezielte Förderung möglich. Das Übungskonzept setzt voraus, dass die trigonometrischen Zusammenhänge im rechtwinkligen Dreieck bereits im vorhergehenden Unterricht formuliert wurden. Im Rahmen der Unterrichtseinheit werden acht HTML-Seiten genutzt, die mit jedem Internet-Browser dargestellt werden können. Damit die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Veranschaulichungen realisiert werden können, muss Java 1.4.2 (oder höher) auf den Rechnern installiert und Javascript aktiviert sein. Die Lehrkraft erläutert die Navigation und den Inhalt der Lernumgebung. Diese enthält drei Einführungs- oder Erläuterungsseiten zu den trigonometrischen Zusammenhängen Sinus, Kosinus und Tangens im rechtwinkligen Dreieck (grüner Kasten auf der rechten Seite). Dazu kommen sechs Übungsseiten, die sich jeweils mit einem dieser Zusammenhänge beschäftigen (blauer Kasten auf der rechten Seite) sowie drei variable Übungen zur Unterrichtsdifferenzierung (gelber Kasten auf der rechten Seite). Die Navigation der Lernumgebung befindet sich rechts neben der dynamischen Darstellung. Alle dynamischen Darstellungen der HTML-Seiten wurden mit der kostenlosen Mathematiksoftware GeoGebra erstellt. Für die reine Anwendung der hier vorgestellten Materialien ist die Software jedoch nicht nötig. Die Schülerinnen und Schüler lernen ihre Kenntnisse zu den trigonometrischen Zusammenhängen im rechtwinkligen Dreieck selbstständig einschätzen. beheben erkannte Defizite im Bereich dieser Zusammenhänge selbstständig. können die trigonometrischen Zusammenhänge im rechtwinkligen Dreieck auf unterschiedliche Aufgabenstellungen anwenden. Das hier vorgestellt Übungskonzept setzt voraus, dass die trigonometrischen Zusammenhänge im rechtwinkligen Dreieck bereits im vorhergehenden Unterricht formuliert wurden. Da die Lernumgebung aber flexibel einsetzbar ist, können diese auch innerhalb der Lernumgebung selbstständig erarbeitet werden. Im Rahmen der Unterrichtseinheit werden acht HTML-Seiten genutzt, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Veranschaulichungen realisiert werden können, muss Java 1.4.2 (oder höher) auf den Rechnern installiert und Javascript aktiviert sein. Die Lehrkraft erläutert die Navigation und den Inhalt der Lernumgebung. Diese enthält drei Einführungs- oder Erläuterungsseiten zu den trigonometrischen Zusammenhängen Sinus, Kosinus und Tangens im rechtwinkligen Dreieck. Dazu kommen drei Übungsseiten, die sich jeweils mit einem dieser Zusammenhänge beschäftigen sowie zwei variable Übungen zur Unterrichtsdifferenzierung. Die Navigation der Lernumgebung (Einführung und Erläuterung sowie Übungen) befindet sich rechts neben der dynamischen Darstellung. Übungen zur Selbstkontrolle und Leistungsbestimmung In dieser Unterrichtsphase haben die Schülerinnen und Schüler Zeit, sich mit den ersten drei Übungen zu beschäftigen und so ihre bisherigen Kenntnisse zu überprüfen. Bei allen Übungen erzeugt der Computer per Zufallsgenerator unterschiedliche rechtwinklige Dreiecke und gibt Winkelfunktion und Winkelmaß vor. Die Lernenden sollen den richtigen Quotienten ergänzen. Computer gibt Lösungshinweise Mit dem Button "prüfen" können die Schülerinnen und Schüler ihre Eingabe prüfen und sich mit "Neue Aufgabe" eine weitere Aufgabe stellen lassen. Sie erhalten auf fehlerhafte Eingaben neben der Meldung, dass ihre Eingabe falsch war, einen Lösungshinweis: "Leider falsch! Für Tangens brauchst du doch die Gegenkathete und die Ankathete im Dreieck. Also versuch's noch mal". Die Mindestbearbeitungsdauer der drei Übungen ergibt sich aus der Vorgabe "Schaffst du mehr als 199 Punkte?". Die Lehrkraft kann auch eine bestimmte Zeit für jede Übung vorgeben. Sollten die Schülerinnen und Schüler mit der Bearbeitung der ersten drei Online-Arbeitsblätter nicht zurechtkommen, können sie stets die jeweilige Erläuterungsseite verwenden und sich den einen oder anderen Zusammenhang noch einmal veranschaulichen lassen. Die Lernenden können so die noch bestehenden Defizite aufarbeiten. Die Lehrkraft wird nur dann aktiv ins Unterrichtsgeschehen eingreifen, wenn sich die Schülerinnen und Schüler auch anhand der Erläuterungsseite nicht zurechtfinden. Variation der Aufgaben Bei der ersten variablen Übung werden abwechselnd eine der drei Winkelfunktionen sin, cos, tan und ein bestimmtes Winkelmaß vorgegeben. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, den richtigen Quotienten anzugeben. Die Funktionsweise des interaktiven Arbeitsblatts unterscheidet sich nicht von der der ersten Übungen. Mit dem Button "prüfen" wird die Eingabe kontrolliert und mit "Neue Aufgabe" werden weitere Aufgaben erzeugt. Die Variation der Aufgabenstellung führt zur Festigung des bisher Gelernten. Dabei besteht auch weiterhin die Möglichkeit, innerhalb der Lernumgebung zu den vorausgegangenen Übungen oder den Erläuterungsseiten zurückzukehren, um Defizite aufzuarbeiten. Differenzierung des Unterrichts Die zweite variable Übung eignet sich zur inneren Differenzierung des Unterrichts. Zu einem zufällig erzeugten Dreieck werden nun der Quotient und das Winkelmaß vorgegeben. Die Schülerinnen und Schüler sollen die zugehörige Winkelfunktion sin, cos oder tan angeben. Dazu müssen sie zuerst die jeweiligen Seitenlängen als Katheten oder Hypotenuse identifizieren und anschließend über das gegebene Winkelmaß die Katheten als An- oder Gegenkathete bestimmen. Anschließend benötigen sie die Definition des Sinus, Kosinus oder Tangens, um die Aufgabe zu lösen. Die Fülle der notwendigen Überlegungen und deren Einbindung in eine Lösungsstrategie ermöglicht ihnen eine weitere Vertiefung ihrer Kenntnisse. Abschließend bietet sich eine herkömmliche Lernzielkontrolle mit Papier und Bleistift an. Sie kann als Leistungserhebung durchgeführt werden, bei der die Inhalte der vorangegangenen Übungen abgefragt und die Leistungen der Schülerinnen und Schüler überprüft werden. Dieser Test kann aber auch als Hausaufgabe gestellt oder in Form einer Partnerarbeit im Anschluss an die Online-Arbeitsblätter bearbeitet werden. So mündet die Arbeit am Computer wieder in die "normale" Unterrichtsarbeit im Klassenzimmer. Ein wichtiger Aspekt beim Lernen mit interaktiven dynamischen Arbeitsblättern ist darin zu sehen, dass eine Interaktion zwischen dem Lernenden und dem Computer möglich wird. Diese Interaktion führt zu einem ständigen Wechsel von spannenden und entspannenden Zuständen. Nach jeder Eingabe wartet die Schülerin oder der Schüler auf die Bewertung, um sich danach sofort eine neue Aufgabe stellen zu lassen. Auf diese Weise kann die Konzentration der Lernenden über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden. Die Rückmeldungen des Computers auf falsche Eingaben führen in der Lerngruppe oft zu einer regen Diskussion über die gemachten Fehler. Wo die kritische Nachfrage der Lehrkraft oft als lästig empfunden und daher möglichst ignoriert wird, akzeptieren die Schülerinnen und Schüler die Rückmeldung des Computers bereitwillig und korrigieren ihre Fehler. Im Unterricht lässt sich immer wieder beobachten, dass selbstständiges Arbeiten Begabungsunterschiede sehr deutlich hervortreten lässt. So sind oft einige Klassenmitglieder mit der Bearbeitung einer Aufgabe bereits fertig, während andere damit noch gar nicht begonnen haben. Um diesem Phänomen zu begegnen, ist ein differenziertes Angebot von Übungen erforderlich, das die Unterschiede im Arbeitstempo und in der Auffassung berücksichtigt. Im regulären Unterricht mit gewöhnlichem Material ist dies nur schwer zu realisieren. Durch die Verwendung der hier vorgestellten interaktiven dynamischen Übungsumgebung wird ein differenziertes und selbsttätiges Lernen möglich. Zudem stehen alle Übungen den Schülerinnen und Schülern - sofern sie über einen Internetzugang verfügen - auch zu Hause zur Verfügung. So können Interessierte das Angebot unbegrenzt nutzen, was die Eigenverantwortlichkeit in hohem Maße fördern kann. Ein wichtiges Element in einer Übungsphase ist die Motivation, mit der die Lerngruppe Aufgaben bearbeitet. Übungen, die die Schülerinnen und Schüler widerwillig ausführen, verfehlen ihr Ziel und sind eigentlich verlorene Zeit. Eine Intensivierung der Übungsarbeit kann durch gelegentliche Wettbewerbe und spielerische Elemente erreicht werden. Wettbewerbe bringen Abwechslung in eine Übungsphase und mobilisieren zusätzlich Motivationskräfte. Die Klasse setzt sich bei Wettbewerben im Allgemeinen in einer Weise ein, wie dies sonst kaum der Fall ist. Wer Lernen und Spielen in einem Zusammenhang nennt und dies noch mit Mathematik in Verbindung bringt, stößt bei Mathematiklehrkräften oft auf große Skepsis. Setzt man aber die bestimmenden Elemente des Spiels mit Aufgabenfunktionen sowie mit den meist vernachlässigten emotionalen Aspekten des Lernens zueinander in Beziehung, wird deutlich, dass das Spiel durchaus ein interessantes didaktisches Rahmenkonzept darstellen kann, das neue unterrichtliche Gestaltungsmöglichkeiten bietet. Für die hier vorgestellten interaktiven Übungen gilt, was für alle Arbeitsmaterialien gelten sollte, nämlich, dass sie zur Unterrichtssituation passen sowie selbsterklärend und motivierend in Form und Inhalt sind. Sie lassen sich nahtlos in einen bestehenden Mathematikunterricht einbinden. Somit wird das Lernen am Computer nicht zu einer Sonderveranstaltung, sondern zu einem weiteren Element eines methodisch und medientechnisch abwechslungsreichen Mathematikunterrichts. Zusätzlich können die Schülerinnen und Schüler bei der Bearbeitung der interaktiven Aufgabenblätter immer erkennen, ob sie die Aufgabe korrekt gelöst haben, was in dieser Form bei herkömmlichen Unterrichtsmaterialien nicht leicht zu realisieren ist.

In dieser fächerübergreifenden Unterrichtseinheit zum Thema "Regenwürmer" erforschen die Schülerinnen und Schüler die Lebensweise des Regenwurms und seine Eigenschaften. Hierfür wird das heimische Tier als Studienobjekt ins Klassenzimmer geholt. Was wissen wir über den Regenwurm in unserem Garten? Wie bewegt er sich? Können Regenwürmer sehen, hören, riechen? Nach einer ersten Begegnung mit dem Regenwurm im Rahmen eines Unterrichtsgangs in der freien Natur bauen die Schülerinnen und Schüler eigene Regenwurmbeobachtungskästen, die sie mit lebenden Regenwürmern besiedeln und einrichten. Hier können verschiedene Bodenarten variiert werden. In einer ergänzenden Recherche füllen sie einen Steckbrief über den Regenwurm aus. In Versuchen wird dann Körperbau, Bewegungsablauf und Besonderheiten der Sinneswahrnehmung des Regenwurms erforscht: Die Tiere werden gewogen, gemessen und ihre Bewegungen dokumentiert. Die Kinder führen dazu Versuchsprotokolle und ein Projekttagebuch. In Plenumsgesprächen können die Kinder ihre eigenen Forschungsfragen einbringen (Wie viel frisst der Regenwurm? Hat er Zähne? ...) und sich austauschen. Abschluss des Projekts bildet eine von den Schülerinnen und Schülern erstellte Ausstellung oder PowerPoint-Präsentation . Als Fächerübergreifendes Unterrichtsprojekt kann das Thema neben der Erarbeitung im Sachunterricht auch sprachlich im Fach Deutsch und bildlich im Fach Kunst veranschaulicht werden: Die Entdeckungen und Forschungsergebnisse können im Kunstunterricht nachgezeichnet, unterschiedlichen Techniken dafür eingeführt werden und eigene Bild- und Bastelideen (zum Beispiel Daumenkino zur Gestaltung eines Bewegungsablaufs) entstehen. Im Deutschunterricht können eigene kleine Geschichten oder Gedichte rund um den Regenwurm entstehen. Tiere aus dem Lebensumfeld der Schülerinnen und Schüler im Unterricht zu thematisieren und mit ihnen vertraut zu werden ist wesentliches Ziel des Sachunterrichts in der Grundschule. Im Vordergrund des Projekts steht daher die originale Begegnung mit dem Regenwurm, die genaue Beobachtung dieser Tierart und der Abbau von Berührungsängsten. Die besiedelte Beobachtungskästen im Klassenzimmer ermöglichen eine eingehende Langzeitbeobachtungen des Regenwurms. Darüber hinaus wird durch die tägliche Pflege der verantwortungsbewusste Umgang mit Lebewesen erlernt. Bei der langfristigen Beobachtung der Veränderungen in den Regenwurmkästen wird auch die Bedeutung des Regenwurms für die Humusbildung eindrucksvoll deutlich. Durch die weitgehend selbstständige Planung, Durchführung, Auswertung und Dokumentation der Experimente gewinnen die Kinder erste Einsichten in die Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens. Auch üben sie das selbstgesteuerte Lernen: In wiederkehrenden Plenumsgesprächen berichten und bewerten sie die Ergebnisse ihrer Untersuchungen und Beobachtungen und tauschen sich aus. So kann die Lehrkraft im Hintergrunrd bleiben, bei Bedarf eingreifen und helfen, die Materialien zu sammeln und zu systematisieren. Die Auseinandersetzung mit dem Regenwurm kann medial vielfältig geschehen: So können zum Beispiel Tierbestimmungsbücher eingesetzt oder die Arbeitsweise mit dem Smartphone geübt werden. Auch können die Kinder mit einem Textverarbeitsungsprogramm arbeiten, ein Malprogramm sachgerecht nutzen lernen oder mit einer Software kleine Animationen (beispielsweise zur Fortbewegung des Regenwurms) erstellen. Bei der Zusammenstellung der Ergebnisse für eine Ausstellung in digitaler Form nutzen die Kinder den Computer, Das Tablet oder Smartphone als sinnvolle Medien, um Texte, Bilder, Plakate, Animationen er Videos adressaten- und sachgerecht zu gestalten. Sachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erwerben Sachwissen über Eigenschaften, Lebensweise und Bedeutung des Regenwurms. erhalten erste Einsichten in die Prinzipien wissenschaftlichen Forschens und Arbeitens. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen Internetrecherchen zum Thema Regenwurm durch und lernen Informationen kritisch zu hinterfragen. gestalten eine Präsentation. Sozialkompetenz Schülerinnen und Schüler üben den behutsamen und verantwortungsvollen Umgang mit Lebewesen. arbeiten selbstständig. arbeiten kooperativ.

Die Unterrichtseinheit fördert die kritische Auseinandersetzung mit dem eigenen Social-Media-Verhalten und sensibilisiert die Schülerinnen und Schüler dafür, sich mit der gezielten Verbreitung von Desinformation zu beschäftigen – insbesondere in Form manipulierten Bildmaterials. Im Mittelpunkt steht der Erwerb methodischer Kompetenzen zur Überprüfung digitaler Inhalte, wobei die Bilderrückwärtssuche (zum Beispiel mit Google Lens, dem Add-on Search by Image) als zentrales Werkzeug zur Entlarvung von Falschinformationen eingeführt und praktisch erprobt wird. Dabei nutzen die Schülerinnen und Schüler ihre Fremdsprachenkenntnisse, um Inhalte in der Zielsprache zu analysieren, zu hinterfragen und ihre Ergebnisse reflektiert zu präsentieren. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler im Spanischunterricht kritisch mit dem Phänomen von Desinformation und Falschinformationen auf Social Media auseinander. Ziel ist es, sowohl fremdsprachliche als auch medienbezogene Kompetenzen zu fördern. Zu Beginn der Einheit reflektieren die Lernenden ihr eigenes Nutzungsverhalten. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Vermittlung praktischer Strategien zur Überprüfung von Social-Media-Inhalten, insbesondere der Bilderrückwärtssuche mit Tools wie Google Lens oder dem Add-on Search by Image . In einer kooperativen Arbeitsphase wenden die Lernenden diese Strategien auf reale (authentische oder adaptierte) Social-Media-Posts aus dem spanischsprachigen Raum an. Sie lernen, Bildquellen zu identifizieren, Inhalte zu überprüfen und ihre Erkenntnisse auf Spanisch zu präsentieren. Das Thema Social Media hat eine hohe Alltagsrelevanz für Schülerinnen und Schüler. Die Einheit greift das Bedürfnis nach Orientierung und Sicherheit im Umgang mit digitalen Informationen auf und verknüpft dieses mit sprachlichem Lernen. Der Fokus auf critical digital literacy und authentische Materialien fördert das eigenständige Denken und Arbeiten. Binnendifferenzierung ist durch Auswahl der Texte sowie die Komplexität der Aufgabenstellungen möglich. Die Methodenvielfalt und verschiedenen Sozialformen (Think-Pair-Share, Recherche, Präsentation) aktivieren die Schülerinnen und Schüler auf unterschiedlichen Ebenen. Lehrkräfte benötigen Grundkenntnisse im Umgang mit digitalen Tools zur Bilderrückwärtssuche (zum Beispiel Google Lens). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren den Umgang mit authentischen Texten und Medienbeiträgen aus dem spanischsprachigen Raum. wenden themenspezifische Wortschatzfelder an und festigen sie (Medien, Meinung, Information). fördern ihre Ausdrucks- und Diskussionsfähigkeit auf Spanisch. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler reflektieren das eigene Medienverhalten kritisch. lernen Strategien zur Verifizierung digitaler Inhalte (zum Beispiel Bilderrückwärtssuche) kennen und wenden sie an. üben sich in Quellenkritik und sicherer Navigation im digitalen Raum. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Kleingruppen zusammen. präsentieren Arbeitsergebnisse in verschiedenen Sozialformen. schätzen Beiträge ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler wert.

Diese Unterrichtseinheit zeigt am Beispiel der Thematik „Wasser im Nahen Osten“, wie Schülerinnen und Schüler ab Klasse 7 mit dem kostenlosen GIS-Tool ArcExplorer an die Arbeit mit Geografischen Informationssystemen herangeführt werden können.Die Einarbeitung in ein GIS und dessen didaktisch durchdachter Einsatz im Unterricht fordert von Lehrenden und Lernenden einen im Vergleich zum klassischen Unterricht zweifellos höheren Zeitaufwand, der aber ebenso zweifelsfrei belohnt wird. Um ?Berührungsängste? und auch die finanziellen Hürden der Anschaffung kommerzieller GIS-Software und -Datenbausteine aus dem Weg zu räumen, bietet sich der Einsatz des kostenlosen GIS-Viewers ArcExplorer der Firma ESRI an. Die Schülerinnen und Schüler lernen mithilfe eines ebenfalls kostenfreien Datenbausteins die Grundfunktionen eines GIS-Tools kennen. Im Kernbereich der einführenden Thematik geht es um das Kennenlernen der Länder des Nahen Ostens (Name, Hauptstadt, Größe) und deren geografische Eingliederung mithilfe eines GIS. Das Auswerten thematischer Karten ergänzt diese Lerneinheit.Um die Schülerinnen und Schüler an eine sinnvolle und weitgehend selbstständige Arbeit mit einem GIS heranzuführen, ist ein wiederholter Einsatz der Software unumgänglich. Zielgerichtete Übungen zur Arbeit mit einem Geografischen Informationssystem können und sollten bereits ab der 7. Klasse durchgeführt werden. Wie solche Übungen aussehen können, wird mit dieser Unterrichtseinheit am Beispiel des vom Autor entwickelten Datenbausteins "Wasser im Nahen Osten" aufgezeigt. Die Ausführungen und Arbeitsmaterialien (Thematik, Arbeitsblätter, Folien) richten sich an Schülerinnen und Schüler der Klasse 7. Damit die vorgeschlagenen Aufgabenstellungen ohne Probleme gelöst werden können, sollten im Vorfeld Absprachen mit der Mathematik-Kollegin oder dem -Kollegen hinsichtlich sicherer Kenntnisse der Lernenden im Runden, zur Arbeit mit dem Taschenrechner und zur Umwandlung von Dezimalzahlen in Brüche erfolgen. Das GIS-Datenmaterial ist jedoch so umfangreich und flexibel, dass es auch in anderen Klassenstufen der Sekundarstufe I und auch in Sekundarstufe II einsetzbar ist. Anleitungen, Folien, Arbeitsblätter, Daten, ArcExplorer Themenübersicht und Einführung in die Funktionen des ArcExplorers, Arbeitsblätter zu Ländern und Hauptstädten sowie Flüssen und Seen des Nahen Ostens mit Musterlösungen und der Datenbaustein. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung und die Anwendungsmöglichkeiten eines GIS kennen lernen. den Umgang mit dem ArcExplorer einüben. sich ein topografisches Grundgerüst der Länder, Hauptstädte und Gewässer des Nahen Ostens erarbeiten. thematische Karten vergleichend auswerten. Thema Wasser im Nahen Osten Autor Karl-Heinz Streiter Fach Geografie Zielgruppe ab Klasse 7, Sek I und II Zeitraum 4 Stunden Technische Voraussetzungen idealerweise ein Rechner pro Schülerin bzw. Schüler, ArcExplorer (kostenloser Download), Overheadprojektor (Beamer wäre ideal), ggf. Dia- oder Videoprojektor 1. Stunde Einführung in die Thematik "Geografische Informationssysteme" (Bedeutung, Aufgaben, Verbreitung), erstes Kennenlernen des Programms ArcExplorer. 2. Stunde Länder des Nahen Ostens (Arbeitsblatt 1). 3. Stunde Festigung der Wissensbasis (Hausaufgabenkontrolle), Arbeit mit den Möglichkeiten des ArcExplorers zur Veränderung und Erweiterung von Kartendarstellungen, erste Untersuchungen zur Wasserthematik (Arbeitsblatt 2). 4. Stunde Übungen im Umgang mit ArcExplorer, Abschluss und Auswertung der Untersuchungen zur Wasserthematik. Vorbereitung Die Einarbeitung in den Umgang mit der GIS-Software sollte im Einklang mit der Erarbeitung neuen Wissens stehen. Deshalb verbinden die folgenden Materialien die GIS-Arbeit mit Aufgabenstellungen zum Thema "Was wissen wir vom Orient?". Stellen Sie sicher, dass alle Schülerinnen und Schüler das Projekt ohne Probleme öffnen können. Es empfiehlt sich, bereits im Vorfeld des Unterrichts die reibungslose Nutzung des Programms mit den Datenbausteinen zu testen.

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der Vererbungslehre kennen und erfahren, wie Gregor Mendel durch Kreuzungsversuche die heute noch gültigen Regeln der Vererbung aufstellte. Durch eigene Kreuzungsschemata, digitale Übungen und Diskussionen gewinnen sie ein Verständnis für Genotyp, Phänotyp, Dominanz und Unabhängigkeitsregel. Die Unterrichtseinheit führt die Schülerinnen und Schüler anschaulich in die klassische Genetik ein und macht nachvollziehbar, wie Gregor Mendel aus Kreuzungsversuchen die bis heute gültigen Regeln der Vererbung ableitet. In drei Unterrichtsstunden (eine Doppelstunde und eine Einzelstunde) erarbeiten die Lernenden zentrale Fachbegriffe wie Gen, Allel, Genotyp und Phänotyp sowie die Prinzipien Dominanz und Rezessivität. Die Arbeitsblätter bauen schrittweise vom einfachen zum komplexeren Erbgang auf und trainieren konsequent das Anwenden von Kreuzungsschemata (Punnett-Quadrat): Arbeitsblatt 1 führt über Mendels Experimente in die Uniformitäts- und Spaltungsregel ein (monohybrider Erbgang) und sichert Grundbegriffe. Arbeitsblatt 2 erweitert auf die Unabhängigkeitsregel (dihybrider Erbgang) und lässt Genotyp- und Phänotypverhältnisse systematisch auswerten. Arbeitsblatt 3 vertieft mit Rückkreuzung und intermediärem Erbgang (Wunderblume nach Carl Correns) und eröffnet den Transfer auf Beispiele aus dem Alltag sowie aus Mensch und Tier. Eine begleitende PowerPoint-Präsentation strukturiert die Stunde und visualisiert zentrale Schritte und Kreuzungsschemata. Interaktive H5P-Übungen bieten unmittelbares Feedback, unterstützen die Lernstandsdiagnose und erhöhen die Aktivierung – sowohl zur Sicherung in der Stunde als auch für Wiederholung oder Hausaufgaben. Die klassische Genetik eignet sich hervorragend für einen experimentell-analytischen Unterrichtsansatz. Sie bietet klare Strukturen und wiederkehrende Muster, die den Lernenden ermöglichen, naturwissenschaftliche Denkweisen nachzuvollziehen und anzuwenden. Die Einheit nutzt anschauliche Beispiele (Erbsen, Blütenfarben) und grafische Darstellungen zur Visualisierung abstrakter Konzepte. Die PowerPoint-Präsentation strukturiert die Inhalte und bietet begleitende Illustrationen (Kreuzungsschemata, Fotos, Diagramme). Die Arbeitsblätter führen schrittweise von einfachen zu komplexeren Erbgängen (monohybrid, dihybrid, intermediär) und enthalten multiple-choice- und Transferaufgaben zur Selbstkontrolle. Die H5P-Übungen ermöglichen eine digitale Lernstandserhebung und motivieren durch unmittelbares Feedback. Durch Paar- und Gruppenarbeit wird kooperatives Lernen gefördert; gleichzeitig sind die Aufgaben so differenziert, dass leistungsschwächere Lernende durch Lückentexte und Hilfsgrafiken unterstützt werden, während leistungsstärkere Lernende Transfer- und Anwendungsaufgaben bearbeiten. Die Einheit schult das Verständnis zentraler biologischer Begriffe (Gen, Allel, Phänotyp, Genotyp) und legt das Fundament für weiterführende Themen wie Molekulargenetik, Erbgänge beim Menschen und Gentechnik. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Prinzipien der Vererbung nach Mendel. unterscheiden dominante, rezessive und intermediäre Erbgänge. wenden Kreuzungsschemata (Punnett-Quadrat) sicher an. erläutern die Bedeutung der Mendel’schen Regeln für heutige genetische Forschung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden digitalen Tools (H5P, PowerPoint) an. recherchieren biologischer Zusammenhänge im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler tauschen sich in Paar- und Gruppenarbeit aus und reflektieren den Umgang untereinander. präsentieren Ergebnisse im Plenum.

Die Projektwoche "Gesund und fit" greift die grundlegenden Erfahrungen der Grundschulkinder mit ihrer Ernährung auf. Ein handlungsorientiertes Rahmenprogramm soll das Interesse an gesunder Ernährung und sinnvoller Bewegung fördern. Für die gesunde körperliche und geistige Entwicklung und die Leistungsfähigkeit von Kindern sind ausgewogene, abwechslungsreiche Ernährung und ausreichende Bewegung maßgebend. Die Voraussetzung dafür ist die Entwicklung von Ernährungsbewusstsein im Kindesalter. Das geschieht zuallererst natürlich in der Familie, doch mit zunehmendem Alter der Kinder muss Ernährungsbildung auch in Kindergarten und Schule thematisiert werden. Diese Unterrichtseinheit enthält Inhalte zu Nahrung und Nährstoffen, Sport und Gesundheit und leitet zur Informationsbeschaffung auf einschlägigen kindgerechten Webseiten an. Anregungen für eine Projektwoche: Programm für die ganze Schule Es bietet sich an, die erarbeiteten Inhalte durch handlungsorientierte Unterrichtseinheiten zu Ernährung und Bewegung zu vertiefen. So kann zum Beispiel das Programm für eine fächerübergreifende Projektwoche entstehen, an der die ganze Schule teilnimmt. Es ist möglich, den verschiedenen Altersstufen dabei unterschiedliche Aufgaben zu stellen. Projekttag "Gesund und bunt" Altersgerechte Aufgaben Der Projekttag "Gesund und bunt" dreht sich um das Thema gesunde Pausenverpflegung. Die Schülerinnen und Schüler durchlaufen insgesamt vier Stationen von jeweils 40 Minuten Dauer. Die Aufgaben sind in zwei Schwierigkeitsgrade für die Jahrgangsstufen 1./2. und 3./4. unterteilt. Station 1: Obst- und Gemüse-Parcours Schülerinnen und Schüler der 3. und 4. Klasse müssen bei einem Parcours in der Turnhalle verschiedene Bewegungsaufgaben (Langbank, Bock, Kasten, Reifen, Seile) bewältigen. Dabei ordnen sie Bilder von Obst und Gemüse auf vorbereiteten Plakaten ihren Namen zu. Die Kinder spielen in zwei Gruppen gegeneinander auf Zeit. Kinder der ersten beiden Jahrgangsstufen absolvieren verschiedene Übungen und angeln dabei Bilder von Obst und Gemüse, die sie in verschiedene Körbe einsortieren. Station 2: Ernährungsquiz Wie beim Kinder-Fernseh-Quiz "1, 2 oder 3" werden Schülerinnen und Schülern der 3. und 4. Klasse Fragen mit drei Antwortmöglichkeiten gestellt. Fragen und mögliche Lösungen werden mit dem Tageslichtprojektor oder Beamer an die Wand geworfen. Die Kinder wählen dann ein Plakat mit der Zahl 1, 2 oder 3, neben dem sie sich aufstellen. Für richtige Antworten gibt es ein Kreuz auf einem Umhängeschildchen. Kinder in der 1. und 2. Klasse beantworten alternativ Fragen zu Texten, die ihnen vorher vorgelesen werden. Station 3: Frucht im Becher Die Kinder erfahren Wissenswertes über den Zucker- und Fruchtgehalt von Getränken. Wie viel sollte man trinken? Worauf sollte man bei der Getränkeauswahl achten? Es werden Geschmacksproben von reinem Orangensaft, Orangennektar und Fruchtsaftgetränk mit Orangengeschmack angeboten: Was schmeckt besser? Die jüngeren Kinder können alternativ raten, wie viel Zucker jeweils in den Getränken enthalten ist und dementsprechend Zuckerstücke daneben stapeln. Station 4: Das kommt mir nicht in die Tüte! Bei dieser Station lernen die Kinder die Ernährungspyramide kennen. Anschließend ordnen sie selbst Nahrungsmittelbilder den Pyramidenstufen zu. Sie erfahren, dass Nahrungsmittel aus der Pyramidenspitze nicht in die Pausentüte kommen sollten. Abschließend bereiten die Kinder selbst ein gesundes Pausenbrot zu. Alle Zutaten wie Vollkornbrot, Quark, Käse und rohes Gemüse werden bereitgestellt. Statt der komplexen Nahrungspyramide können die Klassen 1 und 2 das Ampelsystem für gesundes Essen kennenlernen. Außerdem kann hier die sinnliche Erfahrung geschult werden: Mit verbundenen Augen lernen die Kinder, verschiedene Obst- und Gemüsesorten durch Fühlen oder am Geschmack zu erkennen. Projektarbeiten in den einzelnen Klassen Für die weitere Ausgestaltung der Projektwoche bieten sich folgende Ideen an: Werkbetrachtung: Gemüsebilder von Giuseppe Arcimboldo nachgestalten mit Obst- und Gemüse, gemalt oder ausgeschnitten als Collage aus Zeitschriften dreidimensionale Früchte aus buntem Papier basteln, zum Beispiel als Tischdekoration (siehe Bilder im Download-Ordner dieser Einheit) Bearbeitung von interaktiven Übungen zum Thema Obst und Gemüse Plakate "Nahrung ist bunt": Collagen mit bunten Nahrungsmittelbildern aus Supermarkt-Prospekten, zum Beispiel als Dekoration für die Aula Erarbeitung von Tischmanieren und -sitten Bewegungsspiele auf dem Schulhof und in der Turnhalle Vorbereitung eines Buffets unter dem Motto "Gesund und bunt" oder gemeinsame Kochshow (gegebenenfalls mit Unterstützung von Köchen oder Eltern) Gestaltung eines Abschlussfestes Fachkompetenz Sachunterricht Die Schülerinnen und Schüler nehmen ihre eigenen Ess- und Trinkgewohnheiten bewusst wahr. entwickeln ein zunehmendes Bewusstsein für den Einfluss der Ernährung auf ihre geistige und körperliche Leistungsfähigkeit. erkennen, dass Nahrungsmittel unterschiedlich zusammengesetzt sind. lernen anhand des Ernährungskreises oder der Ernährungspyramide, welche Lebensmittelgruppen zu einer ausgewogenen Ernährung gehören. zählen Nahrungsmittel auf, die für ihre tägliche Ernährung wichtig sind. lernen anhand von Tabellen den Nährstoffgehalt ausgewählter Lebensmittel kennen. erkennen, dass sie täglich verschiedene Lebensmittel brauchen, um sich ausgewogen zu ernähren. ordnen Lebensmittel den entsprechenden Bereichen im Ernährungskreis oder der Ernährungspyramide zu. lernen, welche Lebensmittel sie nur selten und in kleinen Portionen zu sich nehmen sollten. wissen, welche Lebensmittel reichlich und welche sparsam gegessen werden. setzen verschiedene Sinne gezielt ein, um Lebensmittel kennen zu lernen (Tasten, Sehen, Schmecken). lernen die Vielfalt von Nahrungsmitteln kennen. können erklären, warum Trinken lebenswichtig ist. wissen, welche Getränke als Durstlöscher geeignet sind. Deutsch Die Schülerinnen und Schüler sammeln Informationen, ordnen diese und geben sie zielgerichtet weiter. können erklären, dass abwechslungsreiche Ernährung ihren Körper mit allen notwendigen Nährstoffen versorgt. begründen, warum fett- und zuckerreiche Lebensmittel ungesund sein können. stellen Regeln für eine ausgewogene Ernährung auf. lernen bedeutsame Ernährungsregeln kennen und zählen sie auf. benennen nährstoffreiche und nährstoffarme Lebensmittel. Sport Die Schülerinnen und Schüler erkennen und begründen, warum Bewegung wichtig ist, um fit zu bleiben. lernen die Bedeutung von Bewegung für ihre Gesundheit kennen. beteiligen zielgerichtet an Bewegungsspielen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beherrschen Grundkenntnisse im Umgang mit dem Computer. erledigen Arbeitsaufträge im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren mit den anderen Kindern angemessen. arbeiten selbstständig oder konstruktiv mit anderen Kindern zusammen.

Das Analysis-Material zur Abiturvorbereitung besteht aus einer Lernendenversion mit klaren, rezeptartigen Anleitungen und einer ergänzenden Lehrkäfteversion. Gemeinsam führen sie durch die zentralen Kompetenzen der Analysis und fördern systematisch das Verständnis für Ableitungen, Kurvenverhalten, Extremwerte, Gleichungen, Flächenberechnungen und weitere grundlegende Themen. Im Mittelpunkt steht die Fähigkeit, mathematische Methoden gezielt auszuwählen, korrekt anzuwenden und sicher im Kontext zu deuten. Das vorliegende Unterrichtsmaterial basiert auf einer klar strukturierten Lernendenversion , die zentrale Inhalte der Analysis in Form leicht zugänglicher "Kochrezepte" vermittelt. Diese Rezepte führen die Lernenden Schritt für Schritt durch wesentliche Kompetenzbereiche wie Ableitungen, Tangenten und Normalen, Monotonie, Krümmung, Extrem- und Wendestellen, Gleichungsverfahren sowie Flächenberechnung mit bestimmten Integralen. Die Lernendenversion legt besonderen Wert auf Transparenz und Nachvollziehbarkeit: Jede Einheit beginnt mit einem klar formulierten Ziel, gefolgt von den notwendigen "Zutaten", bevor ein präzises Vorgehen exemplarisch demonstriert wird. Ergänzt wird dies durch dreistufige Übungsformate, die unterschiedliche Anforderungsniveaus bedienen und eine individuelle Förderung ermöglichen. Die strukturierte Darstellung hilft den Schülerinnen und Schülern, komplexe mathematische Verfahren zu verstehen, Zusammenhänge zu erkennen und Lösungswege eigenständig zu reproduzieren. Das Material fördert somit nicht nur das reine Rechnen, sondern insbesondere die kompetente Auswahl geeigneter Methoden , etwa bei der Frage, wann ein Verfahren wie Substitution, Wurzelziehen oder die Mitternachtsformel sinnvoll ist. In der Lehrkraftversion werden diese Inhalte durch didaktische Hinweise, typische Fehlerquellen, alternative Erklärwege und vollständige Musterlösungen ergänzt. Dadurch eignet sich das Material sowohl für den regulären Unterricht als auch für Vertiefungsphasen, individuelle Förderung und die Vorbereitung auf Klausuren oder das Abitur. Die enge Verzahnung von Lernendenversion und Lehrkraftband ermöglicht ein konsistentes, lernwirksames Arbeiten und unterstützt den kompetenzorientierten Unterricht der gymnasialen Oberstufe. Das Analysis-Material ist kompetenzorientiert aufgebaut und unterstützt Schülerinnen und Schüler gezielt bei der Abiturvorbereitung. Die "Rezept"-Struktur bietet klare, transparente Lösungswege und macht mathematische Denk- und Entscheidungsprozesse nachvollziehbar, ohne den fachlichen Anspruch zu reduzieren. Methodisch folgt jedes Arbeitsblatt einem klaren Dreischritt aus Ziel, Vorgehen und Übung. Dies erleichtert die Strukturierung komplexer Inhalte und fördert das bewusste Auswählen geeigneter mathematischer Verfahren. Die dreistufigen Übungsformate ermöglichen binnendifferenziertes Arbeiten und eignen sich für heterogene Lerngruppen, individuelle Förderung sowie selbstständige Lernphasen. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf der Verknüpfung von Rechenverfahren, Graphen und inhaltlicher Deutung. Die Schülerinnen und Schüler lernen, mathematische Ergebnisse sicher zu interpretieren und im Kontext von Sachproblemen zu nutzen. Die ergänzende Lehrkraftversion bietet didaktische Hinweise, typische Fehlerquellen und vollständige Musterlösungen. Dadurch ist das Material flexibel im Unterricht, in Vertiefungsphasen und in der gezielten Abiturvorbereitung einsetzbar und unterstützt einen transparenten, lernwirksamen Unterricht in der gymnasialen Oberstufe. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren Funktionen hinsichtlich Ableitung, Monotonie, Krümmungsverhalten, Extrem- und Wendepunkten sowie Flächenberechnungen und weitere Themen der Analysis. wählen geeignete mathematische Verfahren zur Lösung von Gleichungen, Optimierungsproblemen, trigonometrischen Fragestellungen und weitere Themen der Analysis aus und begründen ihre Wahl. deuten mathematische Ergebnisse sicher im Graphen und im Kontext von Sachproblemen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verwenden Taschenrechner und CAS zur Kontrolle von Ableitungen, Funktionsgraphen und Integralen. arbeiten sicher mit digitalen Arbeitsmaterialien (PDF/Word) und nutzen digitale Werkzeuge zur graphischen Darstellung und Selbstkontrolle. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären Rechenwege nachvollziehbar und entwickeln dadurch kommunikative Klarheit im mathematischen Austausch. übernehmen Verantwortung für ihren Lernprozess, indem sie Rezeptschritte gemeinsam überprüfen und kooperative Lösungsstrategien entwickeln.