• Schulstufe
  • Klassenstufe
  • Schulform
  • Fach
  • Materialtyp
  • Quelle6
Sortierung nach Datum / Relevanz
Kacheln     Liste

Recherche mit Suchmaschinen

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit behandelt das Thema "Recherche mit Suchmaschinen". Die gezielte Recherche im Internet ist ein wichtiges Element der Medienkompetenz. Durch den Einsatz von Operatoren in Suchmaschinen wird in den meisten Fällen die Suche vereinfacht.Das hier vorgestellte Material wurde ursprünglich für eine Unterrichtsstunde am Berufskolleg verwendet. Es lässt sich aber in unterschiedlichen Jahrgangsstufen und Schulformen einsetzen. Eine Einstiegsgrafik und ein sehr detailliertes Arbeitsblatt gehören dazu. Der Unterrichtseinstieg erfolgt mit einer Grafik auf Folie, um die gesamte Lerngruppe in den Prozess der Problematisierung einzubinden. Davon ausgehend soll im Rahmen einer spontanen Erarbeitung das Vorwissen des Einzelnen auch den Mitschülerinnen und Mitschülern transparent gemacht werden. Es wird auf dem Whiteboard oder der Tafel gesammelt. Die Einbindung des Internets in den Unterricht ist bekanntlich nicht immer unproblematisch, da das riesige Informationsangebot einen großen Reiz darstellt, in vermeintlich interessantere Themengebiete abzugleiten. Daher habe ich ein relativ kleinschrittiges Arbeitsblatt erstellt, das mithilfe des Informationsblattes und des Internets gelöst werden soll. Viele Aufgaben mit geringem Frustrationspotential sollen die Schülerinnen und Schüler davon abhalten zu resignieren und sich von der für sie sehr wichtigen Thematik abzuwenden. Die Handreichung soll mit strukturierten Informationen den Erarbeitungsprozess begleiten. In der Sicherungsphase soll dann, verbunden mit einem erhöhten Abstraktionsniveau, die Auswirkungen der Suchoperatoren UND oder ODER auf die Gesamtheit der Suche vertieft und die Schreibweise der einzelnen Operatoren gesichert werden. Die Schülerinnen und Schüler lernen, bei der Internetrecherche Suchbegriffe durch Operatoren optimal zu verbinden, um die Trefferquote systematisch zu reduzieren. erkennen die Notwendigkeit, ihre Suchanfrage möglichst präzise zu formulieren.

  • Fächerübergreifend
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Informationsrecherche in der Bücherei

Unterrichtseinheit

Sich in einer Bibliothek zurechtzufinden, ist längst nicht für jede Schülerin und jeden Schüler eine Selbstverständlichkeit. Auch hier steht ein Computer, mit dem man zurechtkommen muss. Ein Unterrichtsgang in die Stadtbücherei schließt sich Gewinn bringend an die Einführung in die Internetrecherche an. In einer Unterrichtsreihe "Informationsbeschaffung und Informationsbewertung: Bücherei und Internet im Vergleich" erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die charakteristischen Eigenschaften, Möglichkeiten und Grenzen der Informationsressourcen Internet und Bücherei und erkennen, welche Ressource für welchen Zweck sinnvoll eingesetzt werden kann. Es gibt mehrere Unterrichtseinheiten bei Lehrer-Online, die die gezielte Recherche mit Suchmaschinen im Internet behandeln. Die hier vorgestellte Stunde schließt sich an die Einführung in die Internetrecherche an und greift die systematische Suche im Online-Katalog wieder auf. Unterrichtsablauf und Erfahrungen Vor dem Unterrichtsgang stellt sich häufig heraus, dass nur wenige oder keine Schülerinnen und Schüler einen Ausweis für die lokale Bücherei besitzen. Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene Techniken der Recherche nach Medien. erarbeiten sich Standort und Signaturen weitgehend selbstständig. gewinnen Souveränität bei der Orientierung in einem fremden Raum. erarbeiten sich ein neues Themengebiet anhand eines Arbeitsblattes weitgehend selbstständig. Der Unterrichtsgang in die Stadtbücherei dient also nicht nur der Vermittlung von Recherchetechniken, sondern bietet auch die Chance, den Schülerinnen die Bücherei als einen Ort der Anregung und der Muße vorzustellen. In der hier vorgestellten Doppelstunde erkunden die Schülerinnen die Zentralbibliothek Mönchengladbach. Die Schülerinnen sollen sich einen Überblick über die in der Bücherei geordneten Medien verschaffen und Techniken für einen systematischen Zugriff auf Medien anwenden lernen. OPAC Über das OPAC-System (Open Access) können die Schülerinnen und Schüler in der Datebank, die den Bibliotheksbestand enthält, nach Titeln, Autoren oder Schlagworten recherchieren. Eine Suchmaske haben die Schüler bei der Online-Recherche bereits kennen gelernt. Die Bestände größerer Bibliotheken lassen sich auch via Internet durchsuchen. Dort hat man in der Regel ebenfalls Zugriff auf den Katalog des Bibliotheksverbundes und kann sich per Fernleihe Bücher, Zeitschriften und andere Medien aus entfernteren Büchereien kommen lassen. In der Vorbereitung zum heutigen Besuch der Bücherei hat die Klasse einen Katalog von Verhaltensregeln erarbeitet, den eine Schülerin noch vor Betreten der Bücherei vorträgt. Nach Abgabe der sperrigen Taschen im Eingangsbereich sammelt sich die Klasse im Innenhof der Bücherei. Einstieg Zum Einstieg erhalten die Schülerinnen und Schüler den Auftrag, drei bestimmte Romane zu beschaffen. Zusätzlich sollen sie nach Büchern zum Thema Heilpflanzen recherchieren. Erarbeitung Anhand dieser Aufgabenstellung erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler Suchmethoden und den Aufbau der Signatur. Drei Suchmethoden sollen erarbeitet werden, deren Vor- und Nachteile im Anschluss beschrieben werden sollen. die alphabetische Suche nach dem Namen eines (Roman)Autors, die systematische Suche mit OPAC, und das horizontale Durchsuchen des Regals nach thematisch verwandten Büchern. Vertiefung Zur Vertiefung erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler in arbeitsgleicher Gruppenarbeit die Arbeitsaufträge, die Themen des letzten Unterrichtshalbjahres und von den Schülern genannte Interessengebiete aufgreifen. Die Aufgaben sind so formuliert, dass die Schülerinnen die Bücher am Standort suchen und in ihnen blättern müssen. Ergebnissicherung und Reflexion Die Ergebnissicherung findet in Form eines Erfahrungsaustausches und Ergebnisvergleichs wieder im Innenhof statt. Anschließend bewerten die Schülerinnen und Schüler ihre Eindrücke von der Recherche in der Bücherei in einem Fragebogen, der in der Folgestunde ausgewertet und mit den Ergebnissen aus der Internetrecherche verglichen wird. Im folgenden Blitzlicht reflektieren die Schülerinnen und Schüler ihre Eindrücke aus der Bücherei.

  • Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben
  • Sekundarstufe II

Den Süchten keine Macht! – eine Podiumsdiskussion

Unterrichtseinheit
14,99 €

In der Unterrichtseinheit nähern sich die Schülerinnen und Schüler dem Thema "Sucht", ihrer Entstehung, Abhängigkeitspotential und Prävention unter aktuellen Gesichtspunkten und aus unterschiedlichen Perspektiven. Im Mittelpunkt steht eine Recherche zu einem Expertinnen- und Expertenthema sowie eine Podiumsdiskussion. Was ist eine Sucht und wie entsteht sie? Was geschieht dabei im Körper? Kann jede und jeder süchtig werden? – Im Mittelpunkt der Unterrichtseinheit stehen die Möglichkeiten der Suchtprävention , um den "Süchten keine Macht" zu geben. Dafür lernen die Schülerinnen und Schüler die von Suchtmitteln ausgehenden Gefahren, deren Auswirkungen auf das Nervensystem und die damit verbundenen sozialen, psychischen und physischen Folgen des Missbrauchs kennen. Die Unterrichtseinheit unterscheidet zwischen verschiedenen Suchtformen: Neben stoffgebundener Abhängigkeit von Alkohol, Nikotin oder Drogen allgemein werden auch stoffungebundene Abhängigkeiten wie Wettsucht , Spielsucht oder Mediensucht zum Thema gemacht. Nach einem Einstieg in das Thema Sucht werden Inhalte, Ablauf und Organisation einer Podiumsdiskussion besprochen. Die Schülerinnen und Schüler eignen sich "Expertinnen- und Expertenwissen" an, das sie in einem Rollenspiel (Podiumsdiskussion) vortragen. Dafür wird eine entsprechende Aufgabenverteilung in Form von Rollen vorgenommen (Moderatorinnen und Moderatoren, Suchtexpertinnen und -experten, Psychologinnen und Psychologen, betroffene Eltern und Jugendliche, ...). Die Ergebnisse einer fragengeleiteten Recherche sowie die Reflexion des eigenen Verhaltens und Erfahrungen anderer bilden die Grundlage für die abschließende, multiperspektivische Betrachtung. Die Unterrichtseinheit eignet sich sehr gut für einen fächerübergreifenden Unterricht : Während die Inhalte für die Diskussion in Biologie erarbeitet werden können, kann im Fach Deutsch Ablauf und Organisation einer Podiumsdiskussion zum Thema werden, sodass jede Fachkraft im Rahmen des Themas fachspezifische Lehrplanziele umsetzen kann und eine gemeinsame Arbeit an überfachlichen Zielen möglich wird. Das Konzept des Projektes zeichnet sich durch veränderte Lernenden- und Lehrendenrollen aus und ist auf andere Themen übertragbar. Es kann zwar auch mit konventionellen Medien umgesetzt werden, Intra- oder Internetplattformen fördern jedoch die effiziente Teamarbeit. Die ständige Verfügbarkeit der Aufgabenstellungen und Informationsquellen bietet gerade für fächerverbindendes Arbeiten einen großen Vorteil. Die Besprechung der Arbeitsaufgaben, der Organisation und der Umsetzung des Projektes können (entsprechend dem Stundenplan) in beiden Fächern fortlaufend erfolgen. Zeitplan und Diskussionstermin werden gemeinsam abgestimmt und bei Bedarf angepasst. Die Schülerinnen und Schüler sind fast immer selbstständig aktiv und sollten auch zur Weiterarbeit außerhalb der Unterrichtszeit anregt werden. Die Fachlehrkräfte koordinieren, beraten und steuern den Arbeitsprozess. In der von den Moderatorinnen und Moderatoren angeleiteten Diskussion sind sie nur Beobachtende und Bewertende. Im Rahmen der Podiumsdiskussion kommen nicht nur die Expertinnen und Experten auf der Bühne zu Wort, sondern auch Personen aus dem Publikum – alle Schülerinnen und Schüler haben eine Rolle. Bei größeren Klassen empfiehlt es sich daher, die Sprechzeiten zu begrenzen. Auf die Nutzung des Internets für die Recherchen sollte nicht verzichtet werden, da so aktuelle Informationen und Statistiken in den Unterricht mit einbezogen werden können. Diverse Medienpakete zum Thema Sucht und Drogen bieten die Krankenkasse an, zum Beispiel die AOK , oder auch die Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung. Videos sind auch über die Kreis- und Landesmedienstellen erhältlich. Literaturtipps Pressler, Mirjam: Bitterschokolade. (Verlagsgruppe Beltz) Tomsche, Vera: Meine hungernde Seele. (Lübbe Verlag) Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Einflüsse von Drogen auf das Nervensystem und deren Gefahren kennen. wissen, wie stoffgebundene und stoffungebundene Süchte entstehen und erarbeiten Möglichkeiten der Prävention. betrachten die Komplexität der Ursachen für eine Drogenabhängigkeit aus unterschiedlichen Positionen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler organisieren das Lernen selbst. erschließen Quellen aus dem Internet und der Literatur, strukturieren und dokumentieren Informationen. erarbeiten einen Diskussionsbeitrag. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler organisieren und führen eine Podiumsdiskussion. lernen Gesprächs- und Diskussionsmuster kennen. reflektieren ihr Verhalten und respektieren die Haltung anderer.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Berufliche Bildung

Kleine Teilchen: Einführung in das Teilchenmodell

Unterrichtseinheit
14,99 €

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Teilchenmodell beobachten die Lernenden, was mit einem Zuckerwürfel in einem Glas Wasser passiert. Dann modellieren sie kleine Teilchen aus Knete so, wie sie in ihrer Fantasie aussehen und entwickeln eine erste Vorstellung vom Aufbau der Stoffe. Diese motivierende und praxisnahe Einführung in das Teilchenmodell hilft den Schülerinnen und Schülern dabei, den Aufbau der Materie aus kleinen Teilchen im Chemie-Unterricht oder Physik-Unterricht zu begreifen. Die Lernenden beobachten bei einem Versuch, wie ein Zuckerwürfel in Wasser in immer kleinere Kristalle zerfällt und sich schließlich ganz auflöst. Vermutlich ist ihnen klar, dass der Zucker trotzdem noch im Glas ist, was man durch Probieren oder Eindampfen beweisen kann. Sie müssen nun überlegen, was mit dem Zucker passiert sein könnte. An dieser Stelle geht es darum, eine Vorstellung davon zu entwickeln, dass alles aus unsichtbaren Teilchen aufgebaut ist. Es ist hier zunächst nicht wichtig, ob es sich um Moleküle oder Atome handelt und wie diese genau aussehen. Dieses Wissen wird im weiteren Verlauf des Unterrichts schrittweise erarbeitet und ergänzt. Vielmehr wird also ein Grundverständnis vermittelt, dass alles aus "kleinen Teilchen" besteht. Durch die Einheit Kleine Teilchen im Modell: Vertiefung am "Karton-Versuch" kann diese Einführung sinnvoll im Unterricht fortgesetzt werden. Das Thema "Teilchenmodell" im Unterricht Die Struktur der Materie begreiflich zu machen ist eine der schwierigen Aufgaben im Chemie-Unterricht beziheungsweise Physik-Unterricht. Die kleinen Teilchen können immer nur mit Modellen erklärt werden. Diese Modelle entwickeln sich während des Chemie-Unterrichts und Physik-Unterricht zunehmend weiter und nähern sich der Wirklichkeit an. Damit die Lernenden diese Entwicklung nachvollziehen können, sollte das Teilchenmodell nicht zu schnell und abstrakt eingeführt werden. Vorkenntnisse Die Lernenden kennen verschiedene Stoffeigenschaften und ihre Untersuchung. Didaktische Analyse Die Lernenden schließen aus dem, was sie im Versuch sehen können, auf das, was passiert, auch wenn sie es nicht mehr sehen können. Dadurch kann ihre Vorstellung auf Beobachtungen aufbauen, anders als wenn das erste Teilchenmodel rein informierend eingeführt wird. Die Idee, dass der Zucker irgendwann nicht mehr zerfällt und seine "kleinen Teilchen" erreicht sind, kann spontan von den Lernenden kommen oder in der Besprechung von der Lehrkraft erwähnt werden. Durch das Darstellen der kleinen Teilchen mit Knete wird das Teilchenmodell wieder von einer abstrakten Idee auf eine konkretere Ebene gebracht und zudem bietet es einen Anknüpfungspunkt für die Weiterentwicklung des Teilchenmodells zu einem Kugelteilchenmodell in der folgenden Stunde. Mit diesem Modell kann im naturwissenschaftlichen Unterricht lange Zeit gearbeitet werden, um Sachverhalte zu erklären. Methodische Analyse Die Aussicht auf einen Versuch in der Gruppe motiviert die Lernenden erfahrungsgemäß ausreichend, sodass ein ausführlicher Einstieg in das Thema entfallen kann. Vielmehr stellt der Versuch ja schon einen Einstieg dar. In der Gruppe (und durch gezielte Anregungen und Denkanstöße durch die Lehrkraft) entsteht beim Beobachten eine Vorstellung davon, was beim Versuch passiert, auch wenn die Lernenden es nicht sehen können. Der Ideenaustausch in der Gruppe während des Versuchs stellt sicher, dass alle Lernenden mitbekommen, was passiert. Durch einen kurzen Eintrag im Heft wird der Sachverhalt geordnet dargestellt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Phänomene und Vorgänge am Beispiel des Teilchenmodells mit einfachen naturwissenschaftlichen Konzepten. begründen Vermutungen zu naturwissenschaftlichen Fragestellungen mithilfe von Alltagswissen und einfachen fachlichen Konzepten, indem sie überlegen, was mit dem Zucker im Wasser bei dem Versuch passiert sein könnte. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen auf der Grundlage vorgegebener Informationen Handlungsmöglichkeiten. beschreiben naturwissenschaftliche Sachverhalte für andere nachvollziehbar.

  • Chemie / Natur & Umwelt / Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Internet ABC: Suchen und Finden im Netz

Unterrichtseinheit

Die Medienkompetenz-Initiative Internet ABC hat ein Handbuch zum Thema "Kinder und Internet" für Lehrkräfte herausgegeben. Bei Lehrer-Online stellen wir Ihnen ausgewählte Module vor: "Suchen und Finden im Netz" befasst sich damit, wie ein Kind Informationen im Internet findet und wie Suchmaschinen funktionieren. Das Modul steht online auch auf Türkisch zur Verfügung. Kinder sollten schon frühzeitig den verantwortungsvollen Umgang mit dem Computer und dem Internet lernen. Dafür setzt sich die Medienkompetenz-Initiative Internet-ABC ein. Mit dem Handbuch "Wissen, wie's geht! Mit Spaß und Sicherheit ins Internet" erhalten Lehrkräfte Informationen, wie sie mit ihren Schülerinnen und Schülern das Internet mit all seinen Chancen und Gefahren gemeinsam kennenlernen und erkunden können. Praxisnah, anschaulich und kindgerecht wird Basiswissen zu Inhalten wie Surfen und Navigieren, Internetsicherheit, Medien im Internet oder E-Mail und Chat vermittelt. In Zusammenarbeit mit dem Internet ABC veröffentlicht Lehrer-Online ausgewählte Lernmodule des Handbuchs. Mit dem "Wissen, wie's geht!"-Lernmodul "Suchen und Finden im Netz" erfahren Kinder, wie man Informationen im Netz findet und wie Suchmaschinen funktionieren. Das Modul besteht aus sechs Aufgaben und einem Spiel. Es gibt zwei leichte und vier mittelschwere Aufgaben. Der zeitliche Aufwand wird insgesamt circa vier Unterrichtsstunden betragen. Vorbemerkungen und Praxistipps Hier erfahren Sie Wissenswertes über Rahmenbedingungen und Voraussetzungen für das Projekts und lesen, worauf man bei der Vorbereitung achten sollte. Hinweise zum Projektverlauf Hilfreiche Tipps zur Organisation der Abläufe und zur Durchführung der Unterrichtseinheit erhalten Sie hier. Zudem sind hier alle benötigten Arbeitsmaterialien verlinkt. Die Schülerinnen und Schüler wissen, wozu es Suchmaschinen gibt. lernen, wie man eine Suchmaschine bedient. kennen den Unterschied zwischen automatischer Suche und Suche per Hand. Das Internet ABC gibt Kindern im Alter von fünf bis zwölf Jahren eine Fülle von Hilfestellungen rund um den sicheren Umgang mit dem Internet. Auch für Eltern, Pädagoginnen und Pädagogen bietet das Internet ABC zahlreiche Informationen und Anregungen für den eigenen Erwerb von Internetkompetenz sowie ihre Vermittlung an Kinder. Speziell für den Einsatz des Internet (ABC) im Unterricht bietet die Website ein ständig wachsendes Angebot fachgerecht aufbereiteter Materialien. Warum gibt es Suchmaschinen? Im Internet gibt es Milliarden von Seiten. Sich dort zurechtzufinden, wenn man die genaue Adresse nicht kennt, ist selbst für Erwachsene unmöglich. Deshalb gibt es Suchmaschinen: Zu eingegebenen Stichwörtern werden Seiten angezeigt, die relevante Informationen enthalten. Die weltweit bekannteste Suchmaschine ist wohl "Google". Google und alle anderen Suchmaschinen werfen zwar auch interessante und gute Kinderseiten aus. Manchmal allerdings stehen gleich darunter solche Links, die nicht für Kinder geeignet sind, sogar Gewalt- und Sexseiten, wenn sie zum eingegebenen Stichwort passen. Die Suchmaschine "Blinde Kuh" Aus dieser negativen Erfahrung entstand zunächst als private Initiative die "Blinde Kuh", eine mittlerweile mehrfach ausgezeichnete und vom Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend geförderte Suchmaschine speziell für Kinder, in die nur unbedenkliche Seiten aufgenommen werden. Das Redaktionsbüro befindet sich in Hamburg. Dorthin nimmt das Maskottchen des Internet ABC, Eddie, die Kinder nun mit, um sich über die Funktion von Suchmaschinen zu informieren. Den Weg dorthin nutzt er für Fragen an die Redaktion, die er durch E-Mails (Einführungstexte) über sein Notebook an den Betreiber stellt. In den Lehrplänen für den Sachunterricht findet der Computer heutzutage mehr oder weniger seinen Platz, sodass die Durchführung dieser Lernmodule immer berechtigt ist. Zwar mangelt es noch an detaillierter Auflistung von Kompetenzen, aber Formulierungen wie "technische Anwendungen als Hilfe für den Menschen wahrnehmen, erkennen und sachgerecht nutzen" lassen unschwer erkennen, dass damit auch der Computer gemeint ist. Der Einsatz von Suchmaschinen ist fächerübergreifend wichtig, wann immer die Kinder bestimmte Informationen suchen. Das kann für Sachunterrichtsthemen ebenso der Fall sein wie im Fach Mathematik, wenn zum Beispiel die Einwohnerzahlen bestimmter Städte miteinander verglichen werden sollen. Einführungstext Vor der Beschäftigung mit den einzelnen Aufgaben sollten die Kinder jeweils als Einführung und Basisinformation den entsprechenden Einführungstext lesen. Eine Alternative wäre, dass sich Partnerkinder gegenseitig helfen und der gute Leser dem weniger guten vorliest. Es gibt allerdings auch die Möglichkeit, sich die Texte insgesamt vorlesen zu lassen. Die entsprechenden Audios finden Sie auf der CD-ROM. Die Einführungstexte stehen komplett zu Beginn des Lernmoduls, da sie für das Lösen der Aufgaben nicht zwingend erforderlich sind. Die Übungsmaterialien sind also nicht wie sonst üblich direkt bei den jeweiligen erklärenden Texten zu finden. Die Arbeitsblätter sollten in chronologischer Reihenfolge bearbeitet werden, da sie logisch aufeinander aufbauen. Lexikon Das Lexikon kann einmal großformatig ausgedruckt und an zentraler Stelle im Klassenraum aufgehängt werden. Checkliste Aufgaben, die erfolgreich beendet wurden, können in der Checkliste abgehakt werden. Die Kinder behalten so die Übersicht, und die Lehrerin oder der Lehrer hat zum Schluss die Möglichkeit, durch vorgegebene Smileys jeweils die Qualität der Arbeit für die Schülerinnen und Schüler zu dokumentieren. Effiziente Nutzung des Moduls Um das Lernmodul effizient zu nutzen, können einige Kinder die Papierversion, andere parallel dazu die interaktiven Aufgaben der CD-ROM bearbeiten. Jede Version kann für sich bestehen, teilweise bietet die CD-ROM weiterführende Erklärungen. Zu diesem Modul gibt es auf der CD-ROM zusätzlich "Percys Recherche-Ratgeber". Dieser erklärt, wie die Kinder im Internet am besten an bestimmte Informationen für die Schule kommen. Interaktive Aufgaben Die interaktiven Aufgaben der CD-ROM sind dazu geeignet, verschiedene Lösungen auszuprobieren. Am Computer gibt es sofort eine Rückmeldung über richtig oder falsch. Die Kinder haben die Möglichkeit, so lange zu üben, bis die richtige Lösung sich gefestigt hat. Internet-ABC: CD-ROM "Wissen, wie's geht" Die CD-ROM mit den interaktiven Aufgaben kann, auch als Klassensatz, kostenlos bestellt werden. Die Bezugsadressen finden Sie hier. Arbeitsblätter Die Arbeitsblätter hingegen entzerren vor allem in Klassenräumen mit nur wenigen Computerarbeitsplätzen Engpässe am Computer. Sie bieten als Überprüfungsmöglichkeit jeweils ein Lösungsblatt, das den Kindern ganz zum Schluss zur Verfügung gestellt werden kann. Computer-Nutzung Bezüglich der Computernutzung sind Absprachen zu treffen, da nicht alle Kinder gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen und die Regelung dann einfacher ist. Es ist zudem 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). Hilfreich: Das Amt des "Computer-Experten" Es hat sich bewährt, "Computer-Expertinnen und -Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium erste Ansprechpartner sind. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Zusätzliche Aufgaben Für Kinder, die schneller mit der Bearbeitung fertig sind, könnten weitere Arbeitsmöglichkeiten bereitgestellt werden. Zum Beispiel: einen Einführungstext als Schleichdiktat schreiben, gemeinsam mit einer Partnerin oder einem Partner bei der "Blinden Kuh" die Eingabe von Suchbegriffen üben. Das Internet ABC gibt Kindern im Alter von fünf bis zwölf Jahren eine Fülle von Hilfestellungen rund um den sicheren Umgang mit dem Internet. Speziell für den Einsatz des Internet (ABC) im Unterricht bietet die Website ein ständig wachsendes Angebot fachgerecht aufbereiteter Materialien.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Spezieller Förderbedarf, Berufliche Bildung

Reinstoffe, Stoffgemische und einfache Trennverfahren im Anfangsunterricht

Unterrichtseinheit
14,99 €

In dieser Unterrichtssequenz zum Themenbereich "Mischen und Trennen" lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Trennverfahren in Lernendenversuchen kennen und trainieren das sichere Experimentieren. Einfache Trennverfahren gehören zu den Grundlagen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Sie tauchen in vielen chemischen Versuchen auf und sind Voraussetzung für das Verständnis komplexerer Vorgänge. In der Unterrichtseinheit "Reinstoffe, Stoffgemische und einfache Trennverfahren im Anfangsunterricht" erfahren die Lernenden durch eigenes Handeln und genaues Hinschauen den Unterschied zwischen Reinstoffen und Stoffgemischen. Anschließend arbeiten sie über mehrere Stunden in Stammgruppen zusammen, um verschiedene einfache Trennverfahren kennenzulernen. Dabei kommt es nicht nur auf die Durchführung der Trennverfahren an, sondern auch auf die Sicherheit bei Versuchen, die Beachtung der Versuchsanleitungen und die Zusammenarbeit in einer Gruppe. Das Thema "Trennverfahren" im Chemie-Unterricht Trennverfahren gehören zu den ersten Themen im Anfangsunterricht und können sehr handlungsorientiert bearbeitet werden, da die fachlichen Inhalte überschaubar und verständlich sind, das Gefahrenpotential niedrig ist und die Lernenden gleichzeitig an eine sichere und konstruktive Gruppenarbeitsweise herangeführt werden. Vorkenntnisse Das Untersuchen und Erkennen von charakteristischen Stoffeigenschaften sowie die wichtigsten Laborgeräte müssen den Schülerinnen und Schülern bekannt sein. Sicherer Umgang mit dem Gasbrenner und Kenntnis der Sicherheitsregeln im Chemieraum werden vorausgesetzt. Didaktische Analyse Der Unterschied zwischen Reinstoffen und Stoffgemischen ist den Lernenden grundsätzlich bekannt, wenn auch nicht bewusst. Sie kennen einen großen Teil der verwendeten Stoffe und Trennverfahren aus ihrem Alltag, zum Beispiel vom Kochen und von der Mülltrennung. Die Betonung der Eigenaktivität sowie die verständlichen Inhalte der Unterrichtseinheit motivieren die Schülerinnen und Schüler zur Mitarbeit. Methodische Analyse Die Gruppenarbeit wird durch die Lehrkraft anfangs eng begleitet. Durch die wiederholten Abläufe über mehrere Stunden entsteht eine Ritualisierung und wachsende Selbstständigkeit bei den Lernenden. Die deutlich beschriebenen Aufgaben und Versuchsanleitungen beugen Verständnisproblemen vor; lange Erklärungsphasen durch die Lehrkraft können so vermieden werden. Umgang mit Fachwissen Die Schülerinnen und Schüler nennen Ordnungsprinzipien für Stoffe und teilen diese aufgrund ihrer Zusammensetzung in Reinstoffe und Stoffgemische ein. nutzen charakteristische Stoffeigenschaften zur Unterscheidung beziehungsweise Identifizierung von Stoffen. Erkenntnisgewinnung Die Schülerinnen und Schüler planen einfache Versuche zur Trennung von Stoffen in Stoffgemischen und führen sie sachgerecht durch. Kommunikation Die Schülerinnen und Schüler erstellen einfache Zeichnungen von Versuchsaufbauten. übernehmen Initiative und Verantwortung in Kleingruppen und erfüllen diese im verabredeten Zeitrahmen. lesen Texte mit chemierelevanten Inhalten Sinn entnehmend. Bewertung Die Schülerinnen und Schüler nennen geeignete Maßnahmen zum sicheren und umweltbewussten Umgang mit Stoffen und setzen diese um. beurteilen Trennverfahren nach ihrer Angemessenheit.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I

Anwendung der Zielwertsuche

Unterrichtseinheit

Einen Kredit aufnehmen und abschätzen können, ob die monatliche Rate nicht die eigenen finanziellen Möglichkeiten übersteigt und die Laufzeit überschaubar ist, sind mittlerweile Fähigkeiten, die zur Selbstständigkeit dazu gehören. Ausgangspunkt des Unterrichts ist das Vorhaben eines Bürokaufmanns, ein Auto zu erwerben, das zum Teil durch einen Kredit finanziert werden soll. Die Schülerinnen und Schüler stellen unter Verwendung grundlegender Formeln zunächst einen Tilgungsplan für diesen Kredit auf. Auf dieser Basis wird die (sehr lange) Laufzeit des Kredits ermittelt. Nach einer kritischen Reflexion des Kreditangebots werden unter Erarbeitung und Einsatz der Zielwertsuche Alternativen erarbeitet, um die Finanzierung des Autos sinnvoller zu gestalten. Mithilfe der Zielwertsuche soll ermittelt werden, auf wie viel Euro sich die monatliche Kreditrate erhöht, wenn die Laufzeit des Kredits auf ein akzeptables Maß reduziert wird. Zur Vertiefung soll mittels der Zielwertsuche weiterhin eruiert werden, welcher Kreditbetrag bei einer geringeren monatlichen Belastung unter der Prämisse aufgenommen wird, dass die verkürzte Kreditlaufzeit beibehalten wird. Die Unterrichtseinheit dient dazu, die vorab erworbenen Kenntnisse im Bereich der Tabellenkalkulation zu erweitern und zu vertiefen sowie auf eine komplexe Lernsituation anzuwenden, die an Inhalte des Betriebswirtschaftslehreunterrichts anknüpft. Einsatz der Materialien Die Unterrichtseinheit dient dazu, die vorab erworbenen Kenntnisse im Bereich der Tabellenkalkulation zu erweitern und zu vertiefen sowie auf eine komplexe Lernsituation anzuwenden, die an Inhalte des Betriebswirtschaftslehreunterrichts anknüpft. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen mittels grundlegender Excel-Formeln einen Kredit-Tilgungsplan in Form eines Annuitätenkredits aufstellen, mithilfe des entworfenen Tilgungsplans die Laufzeit des Kredits ermitteln, den Finanzierungsplan im Hinblick auf die Tilgungsdauer kritisch betrachten, die Methode der Zielwertsuche inklusive vorgeschriebener Syntax im Rahmen der Tabellenkalkulation mit Excel selbstständig erarbeiten, unter Anwendung der Zielwertsuche eine DV-gerechte Problemlösung für die Ausgangssituation entwickeln, die grundsätzliche Vorgehensweise bei der Zielwertsuche (Zielzelle, Zielwert, veränderbare Zelle) analysieren und verbal beschreiben, die Methode auf weitere Problemstellungen übertragen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen zur Problemstellung erforderliche Informationen selbstständig analysieren. die Fähigkeit und Bereitschaft erweitern, selbstständig mit dem PC kaufmännische Probleme zu lösen. die in Einzel-/Partnerarbeit am PC entwickelte Lösung vor der Klasse aufzeigen und erläutern. eine Methode erlernen, für sich optimale Bedingungen eines Darlehens errechnen zu können. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sich in der Teamarbeit gegenseitig unterstützen, sich während der Partnerarbeit und der Präsentation gegenseitig zuhören. Thema Anwendung der Zielwertsuche zur vereinfachten Bewertung von Tilgungsplänen mit dem Tabellenkalkulationsprogramm Excel Autoren Ursula Hahn, Armin Hahn Fach Wirtschaftsinformatik, Organisationslehre, Informationswirtschaft Zielgruppe Kaufmännische Berufsschulklassen, Wirtschaftsgymnasium, Höhere Handelsschule Zeitraum eine Unterrichtsstunde Technische Voraussetzungen ein Computer pro Schüler, MS Excel Planung Zielwertsuche Armin Hahn ist am Berufskolleg des Rhein-Sieg-Kreises in Siegburg tätig. Durch die Vorgehensweise, die Zielwertsuche über ein an ihre Lebenswirklichkeit angelehntes Fallbeispiel - (Wie finanziert man am besten ein Auto?) - einzuführen, soll die Motivation der Schülerinnen und Schüler gesteigert werden. Der Einsatz von Arbeitsblättern, die neben dem Fallbeispiel und Arbeitsaufträgen die zur Lösung der Problemstellung benötigten Informationen enthalten, ermöglicht den Schülerinnen und Schülern eine weitgehend selbstständige Vorgehensweise. Zur Sicherung des Erlernten wird einerseits der gewählte Lösungsweg verbal erläutert, andererseits wird auf den OHP-Folien die Problemlösung schriftlich fixiert.

  • Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co.
  • Sekundarstufe II

Zusammensetzung von Luft

Unterrichtseinheit / Interaktives
14,99 €

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler anhand von abwechslungsreichen und interaktiven Aufgaben, wie die Luft zusammengesetzt ist. Mithilfe eines interaktiven Versuchsvideos des Kolbenproberversuchs zur Bestimmung des Sauerstoffanteils der Luft können die Schülerinnen und Schüler selbstständig den Versuch durchlaufen. Sie erkennen, dass Sauerstoff durch die Verbrennung mit Eisen reagiert und dadurch in der Luft nicht mehr vorhanden ist. Die Schülerinnen und Schüler fixieren ihre Beobachtungen und Ergebnisse auf einem Arbeitsblatt. Anschließend wird durch ein digitales "Drag the words"-Quiz die Zusammensetzung der Luft erarbeitet. Es folgt eine Gruppenarbeit mit vorgefertigten Informationstexten über die Stoffe, die in der Luft enthalten sind. Jede Gruppe bearbeitet einen Steckbrief per Arbeitsblatt über den zugewiesenen Stoff und stellt diesen im Anschluss der Klasse vor. Die Mitschülerinnen und Mitschüler fixieren die Stoffe auf dem Arbeitsblatt. Als Transfer beziehungsweise Vertiefung kann das Video des Schwimmkerzenversuchs gezeigt werden. Hier vermutet man das gleiche Prinzip, warum die Kerze mit dem Wasser nach oben steigt. Tatsächlich ist es jedoch vor allem die Abkühlung der Luft und der damit entstehende Unterdruck, der die Wassersäule im Glas ansteigen lässt. Die Schülerinnen und Schüler sehen, dass ähnliche Phänomene unterschiedliche Erklärungen haben können. Zur Gesamtzusammenfassung lösen die Schülerinnen und Schüler selbstständig ein Quiz. Nach dem Bearbeiten des interaktiven Videos kann die Lehrkraft die Schülerinnen und Schüler dazu auffordern, den Versuch in eigenen Worten wiederzugeben. Dadurch werden die Fachsprache und das freie Formulieren geübt. Im Kreisdiagramm auf dem Arbeitsblatt sind die Spurenstoffe in der Luft nicht dargestellt. Diese sind auf dem Arbeitsblatt unter dem Diagramm zu notieren. Je nach Gruppenarbeitserfahrung der Klasse sollte hier mehr oder weniger Zeit eingeplant werden. Die Gruppen erhalten durch das Ausfüllen des Steckbriefes einen konkreten Auftrag und sollten dadurch relativ zügig sein. Am einfachsten stellt die Lehrkraft den Gruppen jeweils den zugeteilten Text zur Verfügung. Falls möglich, können die Gruppen den ausgefüllten Steckbrief während der eigenen Präsentation zeigen, z. B. per Dokucam. Die Notizen durch die Klasse können bereits während oder nach dem Präsentieren angefertigt werden. Als Transfer/Vertiefung kann der Schwimmkerzenversuch als Video gezeigt werden. Die Schülerinnen und Schüler könnten diesen auch selbst ansehen. Hier könnte man vermuten, ähnlich wie beim Kolbenproberversuch, dass allein der Verbrauch des Sauerstoffs durch die Verbrennung für das Ansteigen des Wassers im Glas verantwortlich ist. Da aber ebenfalls Kohlenstoffdioxid bei der Verbrennung entsteht, ist dieser Effekt kaum wahrnehmbar. Der Hauptgrund für das Ansteigen des Wassers ist die Abkühlung der Luft und der dadurch entstehende Platz, da sich warme Luft ausdehnt. Der Unterdruck lässt das Wasser im Glas steigen. Die Einheit ist so gestaltet, dass die Schülerinnen und Schüler möglichst viel selbstständig und eigenverantwortlich erarbeiten. Die Einheit könnte mit einigen Hinweisen auch als Arbeitsauftrag für eine Lerngruppe durchgeführt werden. Sollte die Lerngruppe noch nicht in Berührung mit H5P-Formaten gekommen sein, so müsste die Lehrkraft hier eventuell unterstützen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären den Kolbenproberversuch. beschreiben die Zusammensetzung der Luft. zählen die Eigenschaften der Stoffe, die in der Luft enthalten sind auf. erklären den Schwimmkerzenversuch. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verarbeiten Informationen. bearbeiten ein digitales Quiz. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vergleichen eigene Informationen mit Informationen von Mitlernenden. sammeln und verarbeiten in einer Gruppe Informationen. präsentieren Informationen vor der Klasse.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I

Kleine Teilchen im Modell: Vertiefung am "Karton-Versuch"

Unterrichtseinheit
14,99 €

In dieser Unterrichtseinheit zum Teilchenmodell gehen die Lernenden durch einen Versuch Schuhkartons der Frage nach, wie kleine Teilchen aussehen und ob das überhaupt festzustellen ist, wenn diese Teilchen doch für uns nicht sichtbar sind. Dabei erkennen sie, dass ein Modell im Chemie-Unterricht wie das der kleinen Teilchen eine Hilfe zur Vorstellung ist, aber nicht die Wirklichkeit zeigt. Mit diesem Unterrichtsmaterial vertiefen die Schülerinnen und Schüler im Anschluss an die Einheit " Einführung in das Teilchenmodell: kleine Teilchen " ihre Kenntnisse zum Aufbau der Stoffe. Die Lernenden finden im "Karton-Versuch" so viel wie möglich über einen Gegenstand im Karton heraus, ohne dass sie diesen sehen können. Dabei merken sie, dass sie nach dem Versuch viel, aber nicht alles über diesen Gegenstand wissen. Ihre Beschreibung des nicht sichtbaren Teils stimmt nicht genau, aber sie reicht aus, um sich den Gegenstand genauer vorzustellen. Dieses Verständnis wird übertragen auf das Thema "Kleine Teilchen", um zu vermitteln, dass das Teilchenmodell im Chemie-Unterricht nicht zeigt, wie kleine Teilchen tatsächlich aussehen, sondern eine Hilfe für die Vorstellung sein soll. Es werden dazu verschiedene Gegenstände wie kleine und große Kugeln aus unterschiedlichem Material (zum Beispiel Würfel, ein kleiner quadratischer Karton, runde und eckige Stifte, Lineal…) in Schuhkartons versteckt. Wichtig ist, dass die Lernenden einige Eigenschaften der Gegenstände erkennen beziehungsweise vergleichen können (ungefähre Form, Masse, Länge…) und andere nicht (Farbe, Beschaffenheit der Oberfläche, genaue Form…). In Gruppen versuchen sie dann möglichst genau zu beschreiben, was sich wohl in dem Karton verbergen könnte. Die Schülerinnen und Schüler erkennen in dieser Einheit, dass alles aus kleinen Teilchen besteht. Im Anschluss an den Versuch zeichnen sie kleine Teilchen von Salz, Eisen und Wasser selbst auf einem Arbeitsblatt und vertiefen damit ihr Modell-Verständnis. Das Thema "Kleine Teilchen" im Unterricht Die Struktur der Materie begreiflich zu machen ist eine der schwierigen Aufgaben des Chemie-Unterrichts der Sekundarstufe. Die kleinen Teilchen können nur mit Modellen vorstellbar gemacht werden. Allerdings wird über die Vermittlung von Modellvorstellungen kontrovers diskutiert, unter anderem da bei den Lernenden Modelle und Wirklichkeit oft vermischt werden und die Modelle im Verlauf des Unterrichts stark verändert werden (müssen). Zumindest sollte also allen Lernenden klar sein, dass das Teilchenmodell nicht zeigt, wie diese Teilchen tatsächlich aussehen, sondern eine Hilfe für die Vorstellung sein soll. Dann ist es für den Anfangsunterricht im Fach Chemie ein brauchbares Modell. Vorkenntnisse Die Lernenden kennen verschiedene Eigenschaften von Stoffen und ihre Untersuchung. Didaktische Analyse Die selbst hergestellten Knet-Modelle der Einheit " Einführung in das Teilchenmodell: kleine Teilchen " motivieren die Lernenden dazu, herauszufinden, ob eines der Modelle der Wirklichkeit entspricht. Eine wissenschaftlich korrekte Antwort auf diese Frage ist zu diesem Zeitpunkt des Chemie-Unterrichts leider unmöglich, stattdessen muss jede Lehrkraft für sich überlegen, wie sie sich der Antwort nähern kann und gleichzeitig die Grenzen des Zeit- und Lehrplans nicht sprengt. Dieser Versuch mit Schuhkartons bringt den Lernenden daher näher, dass sie nicht sichtbare Dinge auch nicht vollständig beschreiben können, jedoch eine grobe Vorstellung entstehen kann. Diese Erkenntnis wird anschließend auf die Vorstellung der kleinen Teilchen übertragen. Methodische Analyse Die Knet-Modelle der oben genannten Einheit können als Einstieg dienen und die Erinnerung an das Ergebnis der vergangenen Stunde aktivieren. Daraus entsteht die Frage, wie die kleinen Teilchen von Zucker denn wirklich aussehen und ob eines der Knet-Modelle "richtig" ist. Der Versuch in dieser Stunde und die entsprechende Auswertung bringen eine Annäherung an die Antwort. Am Ende steht die Einigung auf ein Modell für die kleinen Teilchen, mit dem im Chemie-Unterricht vorerst gearbeitet werden kann, auch wenn es nicht vollständig der Wirklichkeit entspricht. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Phänomene und Vorgänge mit einfachen naturwissenschaftlichen Konzepten. verwenden bei der Beschreibung naturwissenschaftlicher Sachverhalte Fachbegriffe angemessen und korrekt. beobachten Phänomene nach vorgegebenen Kriterien und unterscheiden zwischen der Beschreibung und der Deutung einer Beobachtung. beschreiben einfache Modelle zur Veranschaulichung naturwissenschaftlicher Zusammenhänge und geben Abweichungen der Modelle von der Realität an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lesen altersgemäße Texte mit naturwissenschaftlichen Inhalten wie die Informationen zum Thema "Kleine Teilchen" Sinn entnehmend und fassen sie sinnvoll zusammen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten bei dem "Karton-Versuch" mit einer Partnerin, einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig zusammen.

  • Chemie / Natur & Umwelt / Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Materialsammlung Atomphysik

Unterrichtseinheit

Auf dieser Seite haben wir Informationen und Anregungen für Ihren Physik-Unterricht zum Thema Atomphysik zusammengestellt. Ein Remotely Controlled Laboratory (RCL) ist ein über das Internet fernbedienbares Realexperiment. Dieser Artikel ist die Basis aller Lehrer Online-Unterrichtseinheiten zum Einsatz von RCLs. Hier finden Sie grundlegende Informationen zu folgenden Themen: Prinzip von RCLs, allgemeiner und spezifischer Mehrwert von RCLs, Konzeption des RCL-Portals, Überblick zu RCLs auf dem RCL-Portal und Einordnung von RCLs unter den Physikmedien. Wie macht man aus einem MCL ein RCL? Um aus einem von Hand durchgeführten Experiment - einem Manually Controlled Laboratory (MCL) - ein Remotely Controlled Laboratory (RCL) zu machen, müssen Experiment und Experimentator über Schnittstellen zum Internet miteinander verbunden werden (Abb. 1). Experimentseitig wird das MCL mit Sensoren und Aktoren ausgestattet. Aktoren sind meist Schrittmotoren, die das zu bewegende Element - wie beim RCL zum Fotoeffekt die Räder mit Grau- und Farbfiltern (Abb. 1) - sehr genau positionieren. Sensoren sind je nach RCL zum Beispiel Lichtsensoren, Geiger-Müller-Zählrohre, Schalter oder - wie beim Fotoeffekt - eine Fotozelle. Interface Das an einen Computer angeschlossene Interface mit Microcontroller und anpassbarer Sensor/Aktor-Elektronik übernimmt die Steuerung der Datenströme von und zu den Sensoren/Aktoren. Bereits jetzt kann ein Experimentator das RCL lokal vor Ort über ein Terminal-Programm mit dem programmierten Befehlssatz des Microcontrollers bedienen (Nahsteuerung). Ein auf dem Computer installierter Webserver mit Informationen zum RCL auf statischen Webseiten und mit der Bedienung des RCLs auf dynamischen Webseiten ermöglicht den Zugriff auf das RCL über das Internet (Fernsteuerung). Bildübertragung per Webcam Die Interaktivität zwischen dem RCL und dem Experimentator wird durch Videobilder von einer oder zwei Webcams (Beobachtung von Versuchseinstellungen und Versuchsergebnissen) und den dynamischen Webseiten (Auswahlfelder für Versuchseinstellungen, Ein- und Ausgabe von Versuchsdaten) hergestellt. Experimentatorseitig werden lediglich ein Internetzugang und ein Computer mit javafähigem Browser benötigt. Gestaltung von RCLs Die Entwicklung von RCLs ist zeitaufwändig und kostenintensiv. Die Investitionen müssen sich bei einer entsprechenden Gestaltung des RCLs und dem Einsatz der Internettechnologie in einem allgemeinen Mehrwert gegenüber MCLs auszahlen. Dazu werden folgende Aspekte beachtet: Authentizität zum MCL RCLs in der Raumfahrt müssen teilweise vollautomatisiert ablaufen. RCls zum Lernen von Physik müssen dagegen möglichst authentisch in der Durchführung zu einem MCL sein, um den Schülerinnen und Schülern Möglichkeiten und Anknüpfungspunkte für ihr eigenes Lernen zu geben. Dazu gehört, dass das RCL in ähnlicher Weise wie das MCL bedient (zum Beispiel Einschalten von Versuchsgeräten) und auf eine automatisierte Auswertung der Versuchsdaten verzichtet wird. Außer der schriftlichen Versuchsauswertung mit einem Taschenrechner können hierbei Tabellenkalkulationsprogramme und Computeralgebrasysteme genutzt werden (siehe Einordnung von RCLs unter den Physikmedien ). Barrierefreie Zugriffsmöglichkeit Der Zugriff auf die RCLs des RCL-Portals ist jederzeit, weltweit, kostenlos, ohne zusätzliche Software und ohne Anmeldung möglich. Ein Buchungssystem wird zukünftig auch die Reservierung von RCLs bieten (siehe Das RCL-Portal ). Intuitive Bedienbarkeit Die Bedienung der meisten RCLs erfolgt mit wenigen Bedienelementen bei maximaler Interaktivität des Nutzers mit dem RCL (siehe Das RCL-Portal ). Vollständigkeit Mit der Lernumgebung zum RCL kann der Nutzer ohne zeitaufwändige Suche von Informationen das RCL durchführen (siehe Das RCL-Portal ). Nachbaubarkeit Durch Dokumentation und durchgehenden Aufbau des RCLs mit Open-Source-Software ist ein Nachbau durch Schülerinnen und Schüler mit möglichst geringen Kosten möglich (siehe Zusatzinformationen ). Gestaltungsfreiheit Der Aufbau von RCLs bietet große Freiheiten in der Gestaltung der Experimentiermöglichkeiten mit dem RCL (siehe Spezifischer Mehrwert von RCLs ). Vorteile gegenüber MCLs und Kompensation von Nachteilen Ein zu flüchtiger Blick auf RCLs verleitet leicht zu der Aussage, dass eine Zwischenschaltung des Internets zwischen Experimentator und Experiment aufgrund der Distanz zu einem Verlust an Qualität gegenüber dem MCL führt. Das Dokument "vorteile_nachteile_RCL.pdf" informiert in Tabellenform über die Vorteile von RCLs gegenüber MCLs und zeigt, wie Nachteile von RCLs kompensiert beziehungsweise vorteilhaft genutzt werden können. Die Realisation eines RCLs nach dem mechanistischen Schema, die Versuchsdurchführung "irgendeines" Experiments fernbedienbar zu machen, ist wenig Erfolg versprechend, weil die Anforderungen an ein qualitativ hochwertiges RCL sehr komplex sind. Die nachfolgenden Leitfragen stellen die Entscheidung für oder gegen die Umsetzung eines in Planung befindlichen RCLs auf eine rationale Basis. Nur so lässt sich ein Mehrwert des realisierten RCLs gegenüber anderen Medien gewährleisten. Leitfragen zum Lehr-Lern-Kontext Ist das Thema des Experiments in der Physik, im Alltag und als Anwendung physikalischer Gesetze bedeutsam? Ist das Thema des Experiments auch Lehrplanthema? Ist das Experiment nicht an Schulen verfügbar (zu teuer)? Wird das Experiment im Unterricht nicht oder nur selten eingesetzt (zu zeitaufwändig, zu kompliziert, zu anspruchsvoll)? Haben Schülerinnen und Schüler Lern- oder Verständnisschwierigkeiten mit dem Thema des Experiments? Ist das Experiment nicht als Schülerversuch durchführbar (zu gefährlich: hohe Spannungen, gefährliche Strahlungen, giftige Substanzen)? Leitfragen zum Experiment Gibt es ausreichende und vielfältige Experimentiermöglichkeiten? Kann eine ausreichende Anzahl quantitativer Messungen durchgeführt werden? Sind über den Standardversuch hinausgehende Messungen möglich? Handelt es sich um ein völlig neues oder von Lehrgeräte-Herstellern nicht lieferbares Experiment? Kann das Experiment als Multi-Use-RCL mit vielen Experimentiermöglichkeiten im Rahmen eines Themengebiets realisiert werden? Leitfragen zur RCL-Realisation Ist der finanzielle und zeitliche Aufwand bei der Realisation durch den Mehrwert des RCLs gerechtfertigt? Ist die Verwendung von Standardkomponenten möglich? Sind alle Versuchsmaterialien beschaffbar oder herstellbar? Ist ein RCL wirklich das geeignete Medium (Simulationen und Messvideos als Alternativen)? Ist das Experiment bis jetzt noch nicht als RCL verfügbar? Können zeitabhängige Versuchsabläufe im Webcam-Bild dargestellt werden (Problem Datenübertragungsrate)? Folgende Punkte sind im Hinblick auf den Erwerb experimenteller Fertigkeiten und Fähigkeiten mit RCLs relevant: Die Anzahl der Experimente, die Schülerinnen und Schüler in Schulen selbst durchführen können, sind durch fehlendes Experimentiermaterial, zu große Klassen, zu hohen zeitlichen Aufwand oder dadurch, dass fast alle Oberstufenexperimente Lehrerdemonstrationsexperimente mit geringen Beteiligungsmöglichkeiten für die Lernende sind, stark begrenzt. Bei RCLs entfällt zwar der Aufbau und die haptische Durchführung des Experiments, was jedoch schneller höhere experimentelle Fähigkeiten in den Fokus rücken lässt. Bei der Nutzung von RCLs als Hausexperimente haben die Schülerinnen und Schüler genügend Zeit, um unbeeinflusst von anderen Lernenden und der Lehrkraft im eigenen Lerntempo experimentelle Fertigkeiten und Fähigkeiten zu üben. Das RCL-Portal zeichnet sich durch die folgenden Eigenschaften aus: Da auf RCLs im Internet weltweit zugegriffen werden kann, sind alle RCLs in englischer und deutscher Sprache, zwei zusätzlich in italienischer und französischer Sprache, verfügbar. Nutzer, die RCLs in ihre Landessprache übersetzen möchten, werden von der AG Didaktik der Physik an der TU Kaiserslautern unterstützt. Der Zugang zum RCL-Portal ist kostenlos und anmeldungsfrei (auch unter einem zukünftigen Buchungsystem). Die technischen Voraussetzungen sind: Ports 8080, 8081 (Windkanal), 8082 (Radioaktivität) und 8083 (Weltpendel Kaisersesch) müssen freigeschaltet sein. Zur Darstellung der Videobilder ist ein Browser mit installierter JRE (kostenloser Download) und mindestens DSL 1000 erforderlich. Zielgruppen des RCL-Portals sind technisch oder naturwissenschaftlich interessierte Laien, Schülerinnen und Schüler sowie Präsenz- oder Fernstudierende. Struktur der RCL-Webseiten Unter dem Hauptmenüpunkt "Labs" findet man die einzelnen RCLs. Nach der Auswahl eines RCLs gelangt man zu dem für alle Experimente einheitlich gestalteten Versuchs-Menü aus Einstieg (Einführung und Zielsetzung), Aufbau (Beschreibung und Daten), Theorie (theoretische Grundlagen und Hinweise zur Versuchsdurchführung), Aufgaben (experimentelle Fragestellungen), Labor (Versuchsdurchführung mit dem RCL), Diskussion (weiterführende Fragestellungen), Material (Versuchsmaterial, didaktisches Material und Literaturhinweise) und Betreuung (Inhaltliche Verantwortung und Versuchsentwickler). Abb. 2 (zum Vergrößern anklicken) zeigt einen Screenshot des RCLs "Windkanal". Struktur der Laborseiten Neben der linken Menüleiste (Abb. 2) werden die Videobilder (maximal zwei) der Webcams sowie die zur Durchführung und Auswertung des Versuchs unmittelbar benötigten Hinweise und Daten angezeigt. Im Bedienfeld rechts daneben kann der Experimentator über Buttons, Auswahllisten, Ein- und Ausgabefelder das RCL steuern. Mit dem Button "RCL RESET" lässt sich bei einer auftretenden Fehlfunktion der Webserver ferngesteuert neu starten. Verfügbarkeit der RCLs Da RCLs Liveexperimente sind, kann immer nur ein Experimentator die Kontrolle über das RCL haben. Ihm steht eine vom RCL abhängige, heruntergezählte Experimentierzeit zwischen zwei und fünf Minuten zur Verfügung (siehe Abb. 2, Bedienfeld oben). Innerhalb dieser Zeit setzt jede Aktion im Bedienfeld die noch verfügbare Experimentierzeit auf den Anfangswert zurück. Damit bleibt das Experiment auch für andere Nutzerinnen und Nutzer verfügbar, die die verbleibende Experimentierzeit angezeigt bekommen und die Aktionen des Experimentators im Videobild der Webcam(s) mitverfolgen können. Um in der Lehre das RCL mit Sicherheit verfügbar zu haben, wird zurzeit ein Buchungssystem entwickelt. Auf dem RCL-Portal sind derzeit die RCLs Elektronenbeugung, Lichtgeschwindigkeit, Fotoeffekt, Beugung und Interferenz, U-I-Kennlinen (zwei Varianten), Roboter im Labyrinth, Windkanal, Maut, Heißer Draht, Optische Pinzette, Optische Computertomographie, Radioaktivität, Rutherfordscher Streuversuch und Oszilloskop verfügbar. Eine verbesserte Variante von Beugung und Interferenz, Weltpendel, Optische Fouriertransformation/Ordnung und Unordnung werden bis Ende 2008 verfügbar sein. Der Datei "ueberblick_RCL_portal.pdf" können zu diesen fast 20 RCLs folgende Angaben entnommen werden: Fachgebiet, Zielgruppe und Lehrplanbezug Das RCL ist einem oder mehreren Fachgebieten zugeordnet. Es ist angegeben, ob das RCL in Sekundarstufe I, Sekundarstufe II oder der Universität und ob es im Rahmen der exemplarisch ausgewählten Lehrpläne von Rheinland-Pfalz eingesetzt werden kann. Single- oder Multi-Use-RCL Single-Use-RCLs sind solche, die in einem Themen- oder Fachgebiet der Physik nur einmalig eingesetzt werden. Häufig sind das Experimente zur Bestimmung von Konstanten. Dagegen decken Multi-Use-RCLs inhaltlich mit ihrer Vielfalt an Experimentiermöglichkeiten fast ganze Themengebiete der Physik ab. Motivation/Lernkontext Es ist angegeben, ob das RCL eher in einem anwendungsorientierten, einem alltagsorientierten oder einem innerphysikalisch Kontext eingesetzt werden kann. In den letzten zwei Jahrzehnten sind im Zuge der Entwicklung von Multimedia und Internet zahlreiche "Species" digitaler Medien entwickelt worden (Abb. 3, zum Vergrößern anklicken). Speziell der Vermittlung physikalischer Inhalte dienen Physikmedien wie Simulationen, Realexperimente sowie Informations- und Lehr-/Lernsysteme. Kognitive Werkzeuge entlasten die Lernenden von Routinearbeiten und regen sie gleichzeitig zu einer vertiefenden Informationsverarbeitung an. Unter den Realexperimenten sind RCLs und die digitale Messwerterfassung Live-Experimente, während bei der Videoanalyse, den interaktiven Bildschirmexperimenten (IBEs) und den Messvideos zunächst ein Video des Experiments aufgenommen und dann zeitversetzt das Experiment wiederholt und ausgewertet wird. Mit Live-Experimenten kann der gleiche Versuch beliebig oft wiederholt werden, was insbesondere bei der Gewinnung größerer Datenmengen und von statistischen Aussagen notwendig ist. Während Realexperimente und speziell RCLs der Untersuchung ausgewählter Realitätsbereiche dienen, werden diese mit Simulationen anhand bekannter physikalischer Gesetzmäßigkeiten vom Programmierer (Applets, Physlets und Simulationsprogramme) oder von den Lernenden selbst (Modellbildung) nachgebildet und untersucht. Die Ergänzung von RCLs durch Simulationen ermöglicht die physiktypische Wechselwirkung von Experiment und Theorie. Innerhalb des RCL-Konzepts, das Experiment durch den Verzicht auf eine automatisierte Auswertung möglichst authentisch zum MCL zu gestalten, spielen die kognitiven Werkzeuge Tabellenkalkulation und Computeralgebrasysteme zur Auswertung und Weiterverarbeitung von Versuchsdaten sowie zum Vergleich von experimentellen und theoretischen Daten eine große Rolle. 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. Thema Atomphysik - vom Atommodell zur Kernenergienutzung Autor Jens Tiburski Fach Physik Zielgruppe Klasse 9, Klasse 10 zur Prüfungsvorbereitung Zeitraum 1-3 Stunden, je nach didaktischem Ort Technische Voraussetzungen Computerarbeitsplätze in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit); VRML-Plugin (zum Beispiel BlaxxunContact ), Java , Video-Player (zum Beispiel DivX oder RealOne Player ) 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 (~ ~http://www.sn.schule.de/~ms16l/virtuelle_schule/Projektwoche_2008/index_projekt.htm~~). Die Schülerinnen und Schüler sollen eine zeitgemäße Atomvorstellung kennen. die Entstehung von Licht beschreiben können. Kenntnisse über die geschichtliche Entwicklung von Modellen haben. physikalische Größen darstellen und interpretieren können. den Zusammenhang zwischen Linienspektren und atomaren Übergängen kennen. die Spektralanalyse anwenden und physikalisch erklären können. Thema der Unterrichtseinheit Das Elektronium-Modell Autor Patrick Bronner Fächer Physik, Chemie Zielgruppe Klasse 10 (Fortsetzung in Sek II möglich) Zeitraum 9 Stunden (mit Lernzirkel zum Thema "Analogie Licht-Schall": 14 Stunden) Technische Voraussetzungen Demonstrationsrechner mit Beamer, kostenlose Plugins Quicktime-Player und Java3D Methoden Lernzirkel, Gruppenarbeit, Kugellager, Gruppenpuzzle, Theaterspiel, Schülerreferat, Lehrervortrag Die Schülerinnen und Schüler sollen die Vorgänge bei der Fusionsreaktion von Deuterium und Tritium sowie das Ergebnis beschreiben können. das Funktionsprinzip des Magnetfeldkäfigs zum Einschließen des heißen Plasmas am Beispiel der beiden grundlegenden Reaktortypen Stellarator und Tokamak kennenlernen und erklären können. die Gefahren bei der Nutzung der Kernfusion erarbeiten und im Vergleich mit anderen Formen der Energieerzeugung bewerten. die Kernfusion als potenzielle, nahezu unerschöpfliche Energiequelle der Zukunft erkennen. Thema Wann "zündet" die Idee der Kernfusionstechnologie? Autorinnen und Autor Roland Wengenmayr, Dieter Lohmann, Sabina Griffith Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe II, nach didaktischer Reduktion auch Klasse 9 und 10 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetanschluss in ausreichender Anzahl (Arbeit in Kleingruppen), Flash-Player (kostenfreier Download) Planung Tabellarischer Verlaufsplan Die Materialien der Unterrichtseinheit sind ein Angebot der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. Auf der Webseite max-wissen.de finden Sie weitere Materialien für den Unterricht und Hintergrundinformationen zu aktuellen Forschungsthemen aus Physik, Chemie, Biologie und Erdkunde. An allen max-wissen-Beiträgen sind Fachwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft beteiligt: Aktualität und fachliche Richtigkeit sind somit gewährleistet. Ein weiteres Angebot der Gesellschaft ist das Fragen-Portal : Lernende und Lehrpersonen können hier Fragen an Forscherinnen und Forscher stellen. Unterrichtsverlauf und Materialien Fachliche Voraussetzungen, Einbettung des Themas in den Unterricht und der Verlauf der Doppelstunde werden hier skizziert. ITER ? der Weg zu neuer, sauberer Energie Für die Fortführung des Themas im Unterricht finden Sie hier weitere Informationen, Grafiken und Links zur internationalen Fusionsforschungsanlage. Ein Remotely Controlled Laboratoy (RCL) ist ein über das Internet fernbedienbares Realexperiment. Die hier vorgestellte Unterrichtsreihe in der Atomphysik nutzt die mediendidaktischen Eigenschaften des RCLs "Rutherfordscher Streuversuch". Lernende können das an Schulen nur selten vorhandene Demonstrationsexperiment als Hausexperiment durchführen, Messdaten in Gruppen zusammentragen und auswerten. Diese werden mit den Vorhersagen der Atommodelle von Dalton, Thomson und Rutherford verglichen. Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse aus der Mechanik, Elektrostatik und Radioaktivität zur Erklärung der Streuung von Alpha-Teilchen anwenden. mit dem RCL "Rutherfordscher Streuversuch" die Streuung von Alpha-Teilchen experimentell untersuchen. die Vorhersagen zur Streuung der Alpha-Teilchen nach dem Daltonschen, Thomsonschen und Rutherfordschen Atommodell mit den Messergebnissen vergleichen. Arbeitsergebnisse sachgerecht präsentieren. Thema Entdeckung des Rutherfordschen Atommodells mit dem RCL "Rutherfordscher Streuversuch" Autor Sebastian Gröber Fächer Physik, Chemie Zielgruppe Sekundarstufe II, Grundstudium Physik und Chemie Zeitraum 10-15 Unterrichtsstunden, je nach Lerngruppe und Unterrichtszielen Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in der Schule oder Zuhause, javafähiger Browser Software Zur Auswertung der Messergebnisse: Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel) oder Computeralgebrasystem (zum Beispiel (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:646351) als kostenfreie 30-Tage-Testlizenz) Zur Simulation der Ablenkung von Alpha-Teilchen: Modellbildungsprogramm (zum Beispiel kostenlose Version von Powersim oder Coach 6 Studio MV. Der Rutherfordsche Streuversuch gehört zu den zentralen Versuchen der Physik. Historisch bildet das mit ihm abgeleitete Rutherfordsche Atommodell den Übergang von früheren Atomvorstellungen (antike Atommodelle und Thomsonsches Atommodell) zu unserer heutigen Atomvorstellung, nach der ein Atom aus einem positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Atomhülle besteht. Der Rutherfordsche Streuversuch liefert ebenso die physikalischen Grundlagen für die heutige Standardmethode der elementspezifischen Analyse von Festkörperproben mittels Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). Damit ist dieser Versuch sowohl allgemeinbildend für Lernende in Schule und Hochschule als auch fachbildend für Studierende der Physik und Chemie. Vorteile und Lernpotentiale des RCL Welche Vorteile hat das RCL gegenüber dem traditionellen Experiment? Welches Lernpotenzial hat der Rutherfordsche Streuversuch? Steckbrief und Materialien zum RCL ?Rutherfordscher Streuversuch? Informationen zum Versuchsaufbau, zu den Experimentiermöglichkeiten und Link zum RCL; kommentierte Materialien der Unterrichtseinheit zum Herunterladen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die reibungsbehaftete Bewegung der Öltröpfchen in Luft qualitativ erklären können. das Ziel "Ladungsbestimmung" des Millikan-Versuchs erkennen. möglichst eigenständig die Formel einer Messmethode zur Bestimmung der Öltröpfchenladung herleiten. einzeln oder in Gruppen mit dem RCL "Millikan-Versuch" Messdaten erheben, zusammentragen und in Diagrammen darstellen. die Ladungsquantelung als Hypothese formulieren und bestätigen sowie die Elementarladung bestimmen. Beschießt man ein Plättchen aus Graphit mit beschleunigten Elektronen, dann beobachtet man auf einem Fluoreszenzschirm ein Muster aus konzentrischen Ringen. Das Erstaunliche dabei ist, dass mit dem "Materieteilchen" Elektron von der Struktur her die gleichen Beugungsmuster erzeugt werden wie mit elektromagnetischen Wellen (Röntgenstrahlung). Mit dem RCL "Elektronenbeugung" können Schülerinnen und Schüler dieses Phänomen im Vergleich zum traditionellen Unterricht in einem ersten Schritt eigenständiger und ohne den lenkenden Einfluss der Lehrkraft entdecken und beginnen, es zu verstehen. Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse zur Röntgenbeugung an polykristallinen Kristallen im Versuch zur Elektronenbeugung anwenden. erkennen, dass Elektronen Welleneigenschaften zugeordnet werden können. ihre Arbeitsergebnisse an der Tafel oder mit einer PowerPoint-Präsentation vorstellen. Thema Elektronenbeugung - das Elektron als Welle Autor Sebastian Gröber Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 2-3 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in der Schule oder Zuhause, javafähiger Browser Software Bei der Messung der Ringradien kommen ein Zeichenprogramm (zum Beispiel Paint) und ein Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel) zum Einsatz. Die Schülerinnen und Schüler sollen qualitative Experimente zum Fotoeffekt deuten können. Hypothesen zum Zusammenhang zwischen Größen des eingestrahlten Lichts und Größen der ausgelösten Elektronen formulieren. den Zusammenhang zwischen der Energie der Elektronen und der Frequenz beziehungsweise der Intensität des Lichts mit dem RCL "Fotoeffekt" untersuchen. begründet angeben können, welche Versuchsergebnisse zum Fotoeffekt sich im Wellenmodell nicht erklären lassen und wie diese im Fotonenmodell erklärt werden. technisch-physikalische Anwendungen des äußeren und inneren Fotoeffekts kennen lernen. Thema Fotoeffekt und Fotonenmodell des Lichts Autor Sebastian Gröber Fach Physik Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum etwa 4 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in der Schule oder zuhause, javafähiger Browser Software Tabellenkalkulationsprogramm (zum Beispiel Excel), Computeralgebrasystem ( Maple ) oder spezielles Datenanalyseprogramm (zum Beispiel Origin ) für die Hochschule Wellen- und Fotonenmodell des Lichts sind in ihrer Struktur sehr unterschiedlich: Ist beim Wellenmodell die Lichtenergie über den Raum verteilt, abhängig von der Amplitude und unabhängig von der Frequenz der elektromagnetischen Welle, so ist beim Fotonenmodell die Lichtenergie in einzelnen Fotonen konzentriert und frequenzabhängig. Schülerinnen und Schüler mit dem Fotoeffekt vom Wellen- zum Fotonenmodell zu führen, ist nicht einfach: Anhand eines Versuchs sollen relevante experimentelle Ergebnisse gewonnen und als im Wellenmodell nicht erklärbar erkannt werden. Das Fotonenmodell wird eingeführt und der Fotoeffekt damit erklärt. Die Unterrichtseinheit folgt diesem Weg und versucht die genannten Schritte zum besseren Verständnis für die Lernenden möglichst klar gegeneinander abzugrenzen. Das RCL "Fotoeffekt", eine Tabelle und Aufgaben sind dazu die wichtigsten Medien und Materialien dieser Unterrichtseinheit. Hinweise zum Unterrichtsverlauf und Materialien Lernvoraussetzungen, Unterrichtsverlauf, Steckbrief des RCLs "Fotoeffekt" und Arbeitsmaterialien zur Unterrichtseinheit

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Überwachung von Wäldern und Formen des Feuers: Vom kleinen Brand zum Inferno?

Unterrichtseinheit

In den Unterrichtseinheiten von Brennpunkt Wald beschäftigen sich Lernende mit verschiedenen Aspekten der Waldbrandprävention. Hier verschaffen sie sich einen Überblick, welche Methoden der Waldbrandüberwachung bestehen und welche Faktoren dazu beitragen, dass sich Waldbrände ausbreiten. Das Wissen über die Formen und die Ausbreitung von Waldbränden unterstützt Lernende bei der Gefahreneinschätzung. Das Projekt "Brennpunkt Wald" ist eine aktivierende Informations- und Aufklärungskampagne für Jugendliche zum Themenkomplex Waldbrandprävention. Im Zentrum des Projekts steht das niedrigschwellige Informationsangebot auf den Social-Media-Kanälen Instagram und YouTube . Auf der Projektwebsite finden Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler sowie Multiplikatorinnen und Multiplikatoren Informationen und Unterrichtsmaterialien zum Themenfeld Waldbrände. Der Wald ist gefährdet – durch den Klimawandel, zunehmende Trockenheit, Hitze und auch durch Waldbrände. Das ist schon länger bekannt. Dass Wälder aber auch geschützt und teilweise überwacht werden, dürfte aber für viele eine noch nicht bekannte Tatsachse sein. In den Unterrichtseinheiten "Waldbrandüberwachung: Wer passt auf den Wald auf?" und "Waldbrandüberwachung 4.0: digital, zentral und sicher?" erlangen Schülerinnen und Schüler einen Überblick über historische und heutige Methoden der Waldbrandüberwachung. Lernende erkennen so den Stellenwert digitaler Waldbrandüberwachung. Gleichzeitig sind menschliche Expertinnen und Experten weiterhin gefragt, um Situationen einschätzen zu können und Wälder vor Waldbränden zu schützen. Das Unterrichtsmaterial zeigt exemplarisch, dass Digitalisierung und künstliche Intelligenz bereits vielfältige Aufgaben übernehmen oder vereinfachen, sie aber menschliche Expertise nicht ersetzen können. Die Unterrichtseinheiten "Ausbreitung von Feuer: Modell-Versuche" und "Schnell, schneller, Feuer? Waldbrände und ihre Ausbreitung" legen den Fokus auf das Verhalten des Feuers sowie die eigenen Handlungsoptionen. Dabei erwerben die Lernenden zunächst theoretische Kenntnisse zur Ausbreitung von Feuern und im Speziellen von Waldbränden, in einem Modell-Versuch. In der zweiten Einheit gleichen die Schülerinnen und Schüler ihre theoretischen Kenntnisse aus dem Versuch an und überprüfen sie in einer Exkursion. Die Unterrichtseinheiten zur Waldbrandüberwachung betrachten historische und gegenwärtige Methoden zum Schutz vor Waldbränden durch Überwachung. Die Lernenden erleben dabei selbst die Tätigkeiten, die vor der Digitalisierung der Waldbrandüberwachung durch viele Menschen ausgeführt wurden. Im Rahmen der Unterrichtseinheiten zur Waldbrandüberwachung sollen den Schülerinnen und Schülern die Notwendigkeit der digitalen Waldbrandüberwachung, gleichzeitig aber auch die Grenzen der Technologie aufgezeigt werden. Die Lernenden sollen selbst den "Job" eines Waldbrand-Überwachenden übernehmen, indem sie zuordnen, ob es sich bei verschiedenen Bildern um Waldbrände oder etwa um Dampf, Staub oder Ähnliches handelt. Diese Kompetenz ist maßgeblich, um fachgerechte Entscheidungen zu treffen. Die Einheiten zur Ausbreitung von Waldbränden nähern sich der Thematik mit einem Versuch. Die Lernenden erkennen hier, wie sich verschiedene Feuerformen grundsätzlich verhalten und können dieses Wissen anschließend auf die theoretischen Inhalte anwenden. Um das theoretische Wissen anwenden zu können, empfiehlt es sich, hier unbedingt die Versuchsreihe durchzuführen. Dies ermöglicht den Lernenden, selbst Hypothesen aufzustellen und diese zu überprüfen. Dabei ist es wichtig, dass, neben dem korrekten Versuchsaufbau, auch eine ausführliche Auswertung der Beobachtungen stattfindet. Daran anschließend informieren sich die Schülerinnen und Schüler über Formen der Waldbrandausbreitung. In einer Lernorterkundung erfolgt eine Beurteilung der Waldsituation und die damit verbundene Frage, welche Fluchtmöglichkeiten sich bei einem Waldbrand ergeben. Der Selbstversuch zum Weglaufen vor einem Feuer soll wiederum bestehende Konstruktionen ("Ich bin so schnell, das schaffe ich mit links") geraderücken. Den Abschluss der Unterrichtseinheit bildet die kurze Zusammenfassung als Anleitung "Was tun, wenn es brennt?" mit den Hinweisen zu Fluchtverhalten und -richtung. Dazu kann auch das Erklärvideo des Projektes genutzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die besonderen Anforderungen an eine menschliche und an die heutige Waldbrandüberwachung. erkennen Waldbrände anhand der Rauchentwicklung im Vergleich zu Dampf, Nebel und Staub. kennen die verschiedenen Waldbrandformen und ihre Gefährlichkeit sowie Differenzierungsmöglichkeiten. Medienkompetenz werten und beurteilen Luftbilder zu Waldbränden aus und erklären die Zusammenhänge. führen eine Versuchsreihe durch und erschließen das Verhalten von Feuer bei verschiedenen Waldbrandformen. werten ihre Beobachtungen aus und übertragen die Ergebnisse in den übergeordneten Kontext. Sozialkompentenz sind für einen Ernstfall vorbereitet und können ihre Flucht vor Feuer so planen, dass eine Überlebenswahrscheinlichkeit hoch ist.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Fächerübergreifend
  • Sekundarstufe I
ANZEIGE