Auch im 21. Jahrhundert sind Kinder immer noch fasziniert von der Welt des Märchens mit den geheimnisvollen Gestalten und der Mischung aus Realität und Zauber. Dieses Projekt macht sich diese Wirkung des Märchens zu Nutze, um grammatische und mathematische Inhalte zu üben. Es enthält eine interaktive Lernumgebung, die sich mit der literarischen Seite des Themas befasst. Mit Arbeitsblättern werden Übungen zur Grammatik, zum Rechtschreiben, für Kunst und Mathematik einbezogen. Auch rund 150 Jahre nach dem Tod der Brüder Grimm lassen sich alle Kinder gerne in die seltsame Welt ihrer Geschichten entführen. Zauberer, Feen und Hexen, aber auch ganz normale Menschen, mit denen sie sich identifizieren können, bestimmen die Handlung. Es geschehen manchmal schreckliche Dinge, aber meist nehmen sie ein gutes Ende. Das Gute siegt über das Böse. In diesem Unterrichtsprojekt soll aber weniger der Inhalt der Märchen im Mittelpunkt stehen, es wird nicht von der Symbolik und ihrer Bedeutung die Rede sein. Die Kinder werden zwar einiges über Märchen und die Brüder Grimm erfahren, aber hauptsächlich soll die Faszination, die der Stoff ausübt, genutzt werden, um trockene Grammatik- und Rechtschreibübungen zu verpacken. Zeitlicher Ablauf und Verlaufsplanung Hier finden Sie Informationen und Tipps zur Organisation und Durchführung des Märchen-Projekts im Unterricht. Kurzbeschreibung der Lernumgebung Die Zusammenstellung ausgesuchter Inhalte zum Thema "Märchen" leitet die Kinder gezielt ins Internet. 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 zwei Märchen in Kurzfassung kennen lernen (Hase und Igel / Hänsel und Gretel), sich für die Bearbeitung eines der beiden Märchen entscheiden, anhand der Bearbeitung Unterrichtsprojekt "Märchen" - Lernziele - aus verschiedenen Fachbereichen erreichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen das Internet als Informationsquelle nutzen und gezielt damit recherchieren, eine interaktive Lernumgebung am Computer bearbeiten und dabei Erfahrungen mit Hypertextstrukturen sammeln, einen Lückentext am Computer ausfüllen (Hot Potatoes - JCloze), Satzteile am Computer in die richtige Reihenfolge bringen (Hot Potatoes - JMix). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Absprachen für die Benutzung der Rechner treffen und einhalten, einander als Partner bei der Arbeit helfen. Die Organisation des Unterrichts und der Arbeitszeitraum hängen unmittelbar von der Anzahl der Computerarbeitsplätze ab. Auch die Frage, ob sie durch ein Netzwerk einen gemeinsamen Internetzugang haben, spielt eine Rolle. Als Sozialform ist hier auf jeden Fall die Partnerarbeit sinnvoll. Zwei Kinder können sehr gut an einem PC arbeiten, wenn sie sich gegenseitig ablösen. Die Zahl der auf den Computer wartenden Kinder wird dadurch halbiert, außerdem ist gegenseitige Hilfe während des gesamten Projekts dadurch gewährleistet. Projektbesprechung im Plenum Da es sich um ein Projekt über einen größeren Zeitraum (circa zwei Wochen) handelt, ist eine herkömmliche Verlaufsplanung nicht möglich. Der Einstieg kann zum Beispiel über ein Rätselblatt erfolgen, das bei richtiger Lösung das Thema bekannt gibt. Auch ein Gespräch über den Satz "Und wenn sie nicht gestorben sind…" (Tafelanschrieb) könnte zum Thema hinführen. Auf jeden Fall muss eine eingehende Projektbesprechung im Plenum erfolgen. Dabei sollten die einzelnen Aufgaben umrissen und der Umgang mit der Lerneinheit erklärt werden. Falls den Kindern ein Leporello nicht bekannt sein sollte, muss auch darauf eingegangen und die Technik gezeigt werden. Organisation des Ablaufs Die einzelnen Arbeitsaufträge sind bewusst nicht aufeinander aufgebaut, müssen also nicht in chronologischer Reihenfolge erledigt werden. Sie können von den Kindern frei gewählt werden. Eine Ausnahme bildet die Lernumgebung am Computer Hier sind entsprechende Absprachen nötig (Reihenfolge und Dauer der Computernutzung), damit ein reibungsloser Ablauf gewährleistet ist - es sei denn, Sie verfügen über eine entsprechend große Anzahl von Computern. Partnerwahl Die Kinder wählen am Anfang ihre Partner (entweder freie Wahl oder durch Zufallsprinzip) und bekommen dann ihr Deckblatt mit den Arbeitsaufträgen ausgehändigt. Dort werden fertige Arbeiten abgehakt, das erledigte Arbeitsblatt wird dem Deckblatt angeheftet. Computerexperten Es empfiehlt sich außerdem, "Computerexperten" zu benennen, die bei Problemen am Rechner von den Mitschülern angesprochen werden können. Erfahrungsgemäß gibt es in jeder Klasse zwei oder drei Kinder, die zu Hause regelmäßig am Computer arbeiten und sich gerne als Helfer zur Verfügung stellen. Offener, binnendifferenzierter Unterricht Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein und Übung darin haben, miteinander zu reden, ohne dass die Nachbarn gestört werden. Partnerarbeit ist ja nur dann sinnvoll, wenn man Erfahrungen und Meinungen verbal austauschen kann. Tiefgehende Computerkenntnisse sind nicht erforderlich Erfahrungen im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig. Wenn der Rechner online ist, werden die entsprechenden Seiten durch die gesetzten Links automatisch aufgerufen. Man sollte jedoch darauf hinweisen, dass die Rückkehr in die Lernumgebung über die Schaltfläche Zurück im Browser erfolgt. Die abgehefteten Arbeitsblätter werden nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrperson überprüft. Da die Kinder während des Unterrichts möglichst selbstständig arbeiten sollen, ist es hier sogar möglich, bereits erledigte Aufgaben zwischendurch zu kontrollieren. Auf der Eingangsseite erhalten die Schülerinnen und Schüler die Anweisung, sich beide Märchen (Kurzfassungen) in Ruhe durchzulesen und sich für eines zu entscheiden. Danach sollen sie wieder "ins Märchenland" (Eingangsseite) zurückkommen, um sich die entsprechenden Arbeitsaufträge zu holen. Eine von mehreren Lernstationen Die Arbeitsaufträge für beide Märchen sind ähnlich und bestehen zum Teil aus Internetrecherchen. Die handelnden Personen sind aufzuschreiben, eine eigene Überschrift ist zu finden, Informationen über die beiden Dichter, beziehungsweise über den Ort der Handlung sind einzuholen und Bilder aus den Internetseiten abzumalen. Für beide Märchen gibt es entsprechende mit Hot Potatoes erstellte Übungen (Lückentext und Satzteile richtig stellen). Beim Märchen vom Hasen und vom Igel können noch passende Anregungen für den Sportunterricht oder die Pause abgerufen werden (www.zzzebra.de). Zum Schluss haben gute Leserinnen und Leser die Möglichkeit, ihr Märchen auch im Original (Internet) zu lesen. Diese Aufgabe ist freiwillig. Die Arbeit an der Lernumgebung ist nur ein Punkt unter zwölf anderen Arbeitsaufträgen, die auf dem Deckblatt des Projekts (siehe Arbeitsmaterial und interaktive Lernumgebung ) aufgelistet sind. Sie ist durch einen COMPUTER und ein Internetsymbol gekennzeichnet. Die Schülerinnen und Schüler können den Kurztext vom Hasen und vom Igel als Übungsdiktat schreiben, die beiden Märchen als Rollenspiel vortragen, ein eigenes Märchen als Bildergeschichte malen, einen Igel aus Salzteig oder Ton gestalten, ein Knusperhäuschen aus Butterkeksen oder Lebkuchen, Zuckerguss, Gummibärchen, Smarties und Puderzucker herstellen.

Auf dieser Seite finden Sie Informationen, Anregungen und Arbeitsmaterial für den Unterricht zum Themenbereich Biochemie im Fach Biologie an weiterführenden Schulen. Das Angebot deckt die folgenden Themen ab: Proteine, Nukleinsäure, Fotosynthese und Nanotechnologie. Klicken Sie sich einfach mal durch! Das schöne in der Biologie ist der strenge Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion von der Nano- bis zur Makroebene: Die Analyse dreidimensionaler Strukturen erweist sich stets als aufschlussreich und ist weit mehr als eine bloße "Bildbeschau". Franz Josef Scharfenberg vom Richard-Wagner-Gymnasium in Bayreuth hat die dreidimensionalen Ausarbeitungen von Eric Martz (University of Massachusetts, USA) zu unserem Blutfarbstoff für den Einsatz im deutschsprachigen Unterricht aufbereitet. Die dreidimensionale Darstellung der Proteinstrukturen, die mithilfe des kostenlosen Plugins Chime mit der Maus nach Belieben angefasst, gedreht und herangezoomt werden können, zeigen, was schon Thomas Mann wusste (woher eigentlich? - schließlich gelang das erste Beugungsbild eines Proteins Dorothy Hodgkin erst 1932): Proteine sind "unhaltbar verwickelt und unhaltbar kunstreich aufgebaute Eiweißmolekel" (aus "Der Zauberberg"). Es lohnt sich, einen genaueren Blick auf das Hämoglobin zu werfen. An diesem Beispiel lassen sich zahlreiche allgemeine Aspekte der Proteine und Enzyme herausarbeiten: Als oligomeres Protein bietet der Blutfarbstoff die Möglichkeit, alle Strukturhierarchien - von der Primär- bis zur Quartärstruktur - durchzuspielen. Von der Anordnung der Aminosäuren innerhalb der Untereinheiten - hydrophobe Aminosäureseitenketten an der Oberfläche, hydrophile im Inneren des Proteins - lässt sich leicht der Bogen zur thermodynamischen "driving force" des in der Primärstruktur kodierten Selbstfaltungsprozesses der Biopolymere schlagen. Hämoglobin ist zwar "nur" ein Transportprotein, seine in die Polypeptidketten eingebetteten Häm-Gruppen können jedoch - was die Architektur aktiver Zentren und die Modellierung ihrer katalytischen Aktivität betrifft - exemplarisch als prosthetische Gruppen der Enzyme betrachtet werden (schließlich wird Hämoglobin von Molekularbiologen gerne auch als "Enzym honoris causa" bezeichnet). Die auf dem Austausch einer einzigen Aminosäure basierende Sichelzellenanämie verdeutlicht stellvertretend für Erkrankungen wie Alzheimer oder BSE das Prinzip der auf Protein-Polymerisationen basierenden Erkrankungen. Das Startkapitel zeigt vier (zunehmend "abstrahierte") Darstellungsformen der Aminosäure Glycin. Diese "Struktursprachen" werden in den nachfolgenden Kapiteln wiederholt auf weitaus komplexere Strukturen angewendet. Das Glycin-Beispiel ist daher eine wichtige Einführung in die verschiedenen Darstellungsformen des gesamten Hämoglobin-Materials. Gezeigt werden die "ball and stick"-Projektion des Zwitterions (Vorsicht: Doppelbindungen werden nicht als solche dargestellt), eine raumfüllende Darstellung (Kalottenmodell; Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken), die "stick"-Struktur sowie die "Aminosäure-Rückgrat"-Struktur (Hydroxylgruppe und Wasserstoffatome sind noch als "rudimentäre Stacheln" dargestellt). Wurden in dem vorausgegangenen Abschnitt die Darstellungsmöglichkeiten einer Aminosäure vorgestellt, werden diese hier auf ein Oligopeptid angewendet. Damit betritt man hier die Primärstruktur-Ebene. Als neue Darstellungsform wird schließlich das Polypeptidketten-Rückgrat vorgestellt (nicht zu verwechseln mit dem Aminosäure-Rückgrat). Zunächst wird die allgemeine Rückgrat-Struktur einer Aminosäure (ohne Seitenkette) dargestellt. Aus dieser Struktur wird das "allgemeingültige" Rückgrat eines Tripeptids aufgebaut. Die "anonymen" Einheiten werden durch Hinzufügen von Methylgruppen in ein Alanyl-alanin-alanin (Ala-Ala-Ala) umgewandelt. Um das ganze zunehmend komplexer zu machen, wird das Tripeptid in ein Lysyl-alanyl-alanin (Lys-Ala-Ala) und schließlich in ein Lysyl-alanyl-isoleucin (Lys-Ala-Ile) umgewandelt, bevor es zum Tetrapeptid ergänzt wird. Bis hierher folgen alle Darstellungen der "stick"-Struktur. Im Folgemodul haben die SchülerInnen die raumfüllende Darstellung des Tetrapeptids vor Augen (Abb. 2). Am Beispiel des Tetrapeptids wird nun verdeutlicht, wie die Biochemiker die Darstellung von Peptidketten abstrahieren, um bei der Strukturanalyse von Polypeptidketten aus mehreren Hundert Aminosäuren nicht "den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr sehen zu können": In den beiden letzten Modulen wird daher die "Rückgrat"-Darstellung von Peptidketten eingeführt. Die erste Darstellung zeigt die Quartärstruktur des nativen Proteins mit farblich differenzierten Untereinheiten und den Häm-Komplexen (raumfüllende Darstellung, siehe Abb. 3). Das folgende Modul reduziert die Polypeptidketten auf ihr Rückgrat. Erst jetzt wird die Lage der Häm-Gruppen (raumfüllende Darstellung) klar erkennbar (und der Vorteil der diversen "Struktursprachen" deutlich). Lassen Sie Ihre SchülerInnen durch die Drehung des Moleküls den zentralen Hohlraum entdecken, in dem der Hämoglobin-Ligand 2,3-Diphosphoglycerat (DPG) bindet und dabei über eine Änderung der Quartärstruktur die Sauerstoff-Affinität des Hämoglobins senkt (DPG stabilisiert die Konformation der Desoxy-Form, indem es die beiden beta-Ketten über ionische Wechselwirkungen miteinander vernetzt). DPG wird vom Körper in Höhenlagen gebildet, wo ein niedriger Sauerstoff-Partialdruck herrscht, und erleichtert dort die Abgabe von Sauerstoff an das atmende Gewebe. Im den beiden Folgemodulen sind die Polypeptidketten komplett ausgeblendet. Das zweite der beiden Module stellt die Atomsorten der Hämgruppe farbkodiert dar. Die Lagebeziehungen der vier "freischwebenden" Häm-Gruppen verdeutlicht die tetraedrische Symmetrie (dreiseitige Pyramide) des Moleküls. Bei der Analyse der Symmetrie erweist sich wiederum das Anfassen und Drehen der Strukturen als hilfreich. Es folgt die vergrößerte Darstellung einer einzelnen Hämgruppe in raumfüllender Ansicht sowie eine Darstellung in der "stick"-Struktur, in der die Komplexbindung des zentralen Eisenatoms über die Stickstoffatome der Porphyrin-Struktur erkennbar wird. Die Besetzung der fünften Koordinationsstelle durch ein Histidin-Stickstoff der Polypeptidkette ist noch nicht berücksichtigt. An die sechste Koordinationsstelle wird nun molekularer Sauerstoff gebunden. Dabei ist deutlich erkennbar, dass die Achse des Sauerstoffmoleküls nicht senkrecht auf die Ebene des Porphyrin-Ringes ausgerichtet ist (Abb. 4; siehe auch Abb. 5 der Hintergrundinformation zu den Eigenschaften der prosthetischen Gruppe). Nun geht es wieder vom Kleinen zum Großen: Das oxygenierte Häm wird wieder in die Globin-Kette eingefügt, zunächst in eine Rückgrat-, dann in eine raumfüllende Darstellung. Die beiden letzten Darstellung zum Thema "Sauerstoffbindung" zeigen ein weiteres Details der Häm-Einbettung in das Globin und der Sauerstoffbindung: Die Positionierung hydrophiler Teile des Häms an der Oberfläche und die Ausrichtung hydrophober Bereiche zum Proteininneren. Weiterhin kommt die Besetzung der fünften Koordinationsstelle durch das sogenannte "proximale Histidin" sowie die Lage des "distalen Histidins" über dem gebundenen Sauerstoff zur Darstellung. Mehr zur Bedeutung des distalen Histidins liefert der folgende Fachliche Kommentar. Die Chime-Darstellungen heben einige Strukturmerkmale des Hämoglobins hervor, die sich zu den biochemischen Funktionen der Proteins sehr schön in Beziehung setzen lassen, auf die die vorgestellte Applikation jedoch nicht explizit hinweist. Auf der folgenden Seite finden Sie die wichtigsten Infos zu den Hämoglobin-Eigenschaften, die sich in diesen Strukturdetails abbilden: Die Proteinumgebung definiert die katalytischen Eigenschaften Warum benutzt die Natur nicht die "nackten" Hämgruppen für die Sauerstofflogistik, sondern wickelt sie in komplexe Poypeptidketten ein? Zum einen sind es die vielfältigen allosterischen Wechselwirkungen der Globine mit diversen Liganden, über die die Eigenschaften der Sauerstoffbindung durch das Häm sinnreich modelliert und den jeweiligen biologischen Erfordernissen perfekt angepasst werden - von der DPG-Bindung (siehe oben) bis hin zur Kooperativität der Sauerstoffbindung an die vier Untereinheiten des Hämoglobins. Die wichtigsten dieser "Stellschrauben" werden in Schulbüchern ausreichend thematisiert. Unberücksichtigt bleibt jedoch meist ein viel allgemeineres und enorm wichtiges Grundprinzip der Molekularbiologie und Biochemie: Die katalytischen Eigenschaften jeder prosthetischen Gruppe und jeden aktiven Zentrums werden maßgeblich von der Proteinumgebung geprägt, in die sie eingebettet sind. Man vergegenwärtige sich, dass das Häm, das im Hämoglobin zur reversiblen Sauerstoffbindung eingesetzt wird, im Atmungskettenenzym Cytochrom c als Elektronenüberträger verwendet wird! Wie die Globinkette die speziellen Bindungseigenschaften des Häms beeinflusst, wird nachfolgend an zwei Struktureigenschaften hervorgehoben, die in den Chime-Darstellungen sehr gut deutlich werden. Erst das Globin gewährleistet eine reversible Häm-Oxygenierung Frei lösliche Hämgruppen mit einem komplexierten zweiwertigem Eisen-Ion könnten Sauerstoff nur für einen sehr kurzen Moment binden. Der Sauerstoff würde das zweiwertige Eisen schnell zu dreiwertigem Eisen oxidieren, das keinen Sauerstoff mehr binden kann. Ein Zwischenprodukt dieser Oxidation ist ein "Häm-Sauerstoff-Häm-Sandwich". Die Polypeptid-"Verpackung" der Hämgruppen verhindert dies und gewährleistet damit die Verwendbarkeit der Hämgruppen als Sauerstofftransporteure im Blut. Das letzte Modul zum Thema "Hämoglobin & Häm" verdeutlicht die Lage des Häms in seiner Bindungstasche, die die Bildung von Häm-Dimeren ausschließt. Kohlenmonoxid hat eine hohe Häm-Affinität Kohlenmonoxid ist für uns ein toxisches Gas, weil es die Sauerstoffbindungsstellen des Hämoglobins vergiftet: Seine Affinität zum Hämoglobin-Eisen übertrifft die des Sauerstoffs um das 200-fache. Aus diesem Grund kann schon ein niedriger Kohlenmonoxid-Partialdruck tödliche Folgen haben. Am "nackten" Häm sähe der Vergleich noch ungünstiger aus: Zu diesem hat Kohlenmonoxid eine 25.000 mal höhere Affinität als Sauerstoff. Eine Eigenschaft, die das Pigment als Sauerstoffträger völlig unbrauchbar machen würde, denn Kohlenmonoxid ist nicht nur ein Industriebgas, sondern wird auch vom Organismus selbst erzeugt (es entsteht bei diversen katabolen Stoffwechselreakrtionen und dient auch als Botenstoff, zum Beispiel als bei der Regulation der glatten Gefäßmuskulatur). Unter normalen Umständen ist etwa ein Prozent unseres Hämoglobins mit endogen produziertem Kohlenmonoxid blockiert. Sterische Hinderung der Kohlenmonoxid-Bindung Ohne die Reduktion der Kohlenmonoxid-Affinität um das 125-fache könnte wir mit unserem Blutfarbstoff kaum leben. Aber wie schafft die Polpeptidkette dieses Kunststück? Die Natur greift an der Geometrie der Komplexierung von Sauerstoff und Kohlenmonoxid an. Während die Achse des Sauerstoffmoleküls bei der Bindung an das Eisenatom einen 120 Grad-Winkel zur Häm-Ebene bildet, steht die Achse des Kohlenmonoxid-Moleküls - bei freiem Zugang zum Häm - exakt senkrecht auf dessen Ebene. Diesen optimalen Bindungswinkel verbaut die Polypeptidkette dem Kohlenmonoxid, indem es ihm in der Häm-Bindungstasche des Globins einen sperrigen Histidin-Rest in den Weg stellt (sterische Hinderung), der den Sauerstoff nicht weiter stört. Die Position des distalen Histidins wird in dem vorletzten Modul zum Thema "Hämoglobin & Häm" sehr schön deutlich (Abb. 5). Im unteren Bereich des Bildausschnitts ist das proximale Histidin zu erkennen. Das freie Elektronenpaar des Stickstoffatoms im Histidinring besetzt eine der Koordinationsstellen des Eisenions. Die Darstellungen zum Thema "Sekundärstrukturen" stellen die Architektur der alpha-Helix in den Mittelpunkt. Die Darstellung ihrer Wechselwirkungen beschränkt sich auf die intrahelikalen Wasserstoffbrücken, die der Helix ihre Stabilität verleihen. Einzelne Darstellungen bereiten bereits das nächste Thema "Wechselwirkungen der alpha-Helix" vor, das die Interaktionen der Seitengruppen mit der wässerigen Umgebung und dem hydrophoben Proteinkern aufbereitet. Das erste Modul zeigt die Rückgrat-Struktur einer Globinkette (Tertiärstruktur) mit oxygeniertem Häm. Die alpha-helikalen Strukturabschnitte, die den Großteil des Moleküls bilden, sind farblich hervor gehoben (Abb. 6). Es folgt eine Farbvariante der ersten Darstellung ("Regenbogen-Färbung"). Die nächste Abbildung stellt eine neue "Struktursprache" der Biochemiker vor: alpha-helikale Bereiche werden von der Rückgrat-Struktur "luftschlangenartig" hervorgehoben. Diese Darstellungsform ist bei Molekularbiologen sehr beliebt, da sie bei der Analyse von Proteinstrukturen - unter anderem bei der Identifizierung von Domänen - sehr hilfreich ist. Zudem lassen sich anhand wiederholt auftretender "Sekundärstrukturmotive" Homologien und Analogien der Proteinevolution analysieren. Eine der alpha-Helices wird in ihrem Tertiärstrukturkontext (komplette räumliche Struktur einer Polypeptidkette) hervorgehoben. Dieser Kontext ist für die weitere Betrachtung wichtig (siehe "Wechselwirkungen der alpha-Helix"), da man an ihm erkennt, dass sich diese Helix an der Oberfläche des Globins befindet und sowohl mit dem wässerigen Milieu als auch mit dem Proteininneren Kontakt hat. Die Tertiärstrukturebene wird nun verlassen und auf die individuelle alpha-Helix (Sekundärstruktur) heruntergezoomt. Diese Helix wird nun in zwei andere Struktursprachen übersetzt. Zunächst in die Rückgrat-Darstellung der Polypeptidkette und schließlich in die "stick"-Darstellung ihrer Aminosäurebausteine. Das Folgemodul lässt die "driving force" der alpha-Helix-Struktur erkennen: Alle hydrophilen Teile des Polypeptid-Rückgrats (die Carbonyl-Sauerstoffatome und die Wasserstoffatome des Peptidbindungs-Stickstoff) bilden Wasserstoffbrücken miteinander. Diese vielen schwachen Wechselwirkungen verleihen der Helix ihre Stabilität. Die "Sättigung" der hydrophilen Rückgratbereiche mit hydrophilen Wechselwirkungen prädestiniert die Helix zu einem in hydrophoben Umgebungen oft verwendeten Strukturmotiv, sei es im hydrophoben Kern von Proteinen (siehe Hydrophobizität, Polarität & Ladungen") oder in Membranprotein-Abschnitten, die der Lipidphase ausgesetzt sind. Die nächste Darstellung macht deutlich, dass die Seitenketten der Aminosäuren einer Helix wie die Stufen einer Wendeltreppe immer nach außen zeigen. Besonders deutlich wird dieses wichtige Strukturprinzip, wenn man die Helix in eine Position bringt, in der man in Richtung ihrer Längsachse blickt. Während sich die Darstellungen zum Thema "Sekundärstrukturen" vor allem mit dem allgemeinen Architekturprinzip der alpha-Helix und den intrahelikalen Wasserstoffbrücken beschäftigten, veranschaulichen die Module dieses Abschnitts die Wechselwirkungen der helikalen Aminosäurereste mit dem hydrophilen Medium und dem hydrophoben Proteinkern. Die erste Darstellung zeigt das raumfüllende Kalottenmodell eines "Grenzflächenhelix"-Abschnitts. Farblich hervorgehoben sind die Stickstoff- und Sauerstoffatome der Seitengruppen und des Rückgrats. Beim Drehen und Wenden der Helix ist zu erkennen, dass es sich um eine "amphiphile Helix" handelt, d.h., dass auf einer Seite hydrophobe Reste, auf der anderen dagegen hydrophile Reste (erkennbar an den Heteroatomen) aus der Achse hervorragen. Diese Eigenschaft spiegelt die Anpassung der Aminosäuresequenz (Primärstruktur) an ihre räumliche Position im Tertiärstrukturkontext wider: Die hydrophobe Seite der Helix geht mit dem hydrophoben Proteinkern hydrophobe (van-der-Waals-)Wechselwirkungen ein und stabilisiert so die Tertiärstruktur des Proteins. Die hydrophile Seite bildet dagegen Wasserstoffbrücken mit den Wassermolekülen der Umgebung. Dieses Hydratwasser trägt dazu bei, das Protein in Lösung zu halten. Deutlicher wird dieses Prinzip in der zweiten Darstellung, die die Heteroatome des Rückgrats ausblendet. Die beiden folgenden Module zeigen dieselbe Darstellung, nur bereits entsprechend den jeweiligen Textinformationen räumlich ausgerichtet. So zeigt zum Beispiel der Blick entlang der Helixachse noch einmal deutlich deren amphipatischen Charakter (Abb. 7): Sämtliche Heteroatome der Seitenketten befinden sich in dieser Ansicht auf der rechten Seite. Die Chime-Darstellungen analysieren die Wechselwirkungen eines Globin-Molekül mit der Umgebung. Die "take home message" diese Abschnittes bildet das allgemeine Strukturprinzip löslicher Proteine: Innen hydrophob (Stabilisierung der Tertiärstruktur über van-der-Waals-Wechselwirkungen), außen hydrophil (Bindung von Hydratwasser über Wasserstoffbrücken). Die erste Darstellung zeigt die farbkodierte Verteilung hydrophober, polarer und geladener Aminosäuren auf der Globin-Oberfläche sowie die Sauerstoffatome von einem Teil des Hydratwassers. Beim Drehen des Proteins treten hydrophile und hydrophobe Oberflächenabschnitte deutlich hervor. Während die hydrophilen Bereiche mit dem Lösungsmittel Wasserstoffbrücken bilden und das Protein in Lösung halten, stabilisieren die hydrophoben Bereiche über hydrophobe Protein-Protein-Wechselwirkungen zwischen den vier Globinen eines Hämoglobin-Moleküls dessen Quartärstruktur (native Struktur eines aus mehreren Proteinuntereinheiten aufgebauten Proteinkomplexes). Der folgende Schnitt macht die Anatomie des Globins - stellvertretend für alle löslichen Proteine - deutlich. Während der Kern durch die Wechselwirkungen hydrophober Seitengruppen stabilisiert wird, ist die dem Medium ausgesetzte Oberfläche mit hydrophilen Resten gespickt. Dieses Strukturprinzip wir mithilfe von weiteren Schnittebenen verdeutlicht, die zunächst immer tiefer in das (hydrophobe) Proteininnere vordringen, um sich danach wieder seiner (hydrophilen) Oberfläche nähern (Abb. 8). Wie falten sich Proteine? Die Analyse der Strukturdarstellungen des Globins bietet sich als Ansatzpunkt für weiterführende Fragen zur Proteinstruktur an: Wie finden die linearen Aminosäureketten im lebenden Plasma ihre komplexe dreidimensionale Struktur? Und warum findet dieser Prozess in Zellen mit so hoher Effizienz, im Reagenzglas aber nur mit sehr niedrigen Ausbeuten statt? Vorhersage von Proteinstrukturen Vom Architekturprinzip der "Packung" einer Polypeptidkette lässt sich leicht der Bogen zur "driving force" ihrer Selbstfaltung schlagen. Der Selbsfaltungsprozess einer Polypeptidkette in ihre native dreidimensionale Struktur wird von ihrer Primärstruktur - also der linearen Abfolge ihrer Aminosäuresequenz - definiert. Dieser Strukturcode ist von Molekularbiologen bis heute noch nicht soweit entschlüsselt worden, dass anhand jeder Sequenz exakte Strukturvorhersagen getroffen werden können (falls das überhaupt möglich ist). In einigen Fällen lassen sich jedoch schon ganz passable Wahrscheinlichkeiten berechnen. All diese Vorhersagen basieren auf einer Bestimmung der thermodynamisch günstigsten Faltung. Das ist zum Beispiel bei einem löslichen Protein (wie vom Globin-Typ) diejenige, die über eine große Anzahl hydrophober Wechselwirkungen im Inneren und hydrophiler Wechselwirkungsmöglichkeiten an der Oberfläche verfügt. Eine gigantische Rechenaufgabe, da im Prinzip die Interaktion eines jeden Aminosäurerestes mit jedem anderen Rest analysiert werden müsste. Die Forscher schränken den Rechenaufwand jedoch erheblich ein, indem zunächst Sekundärstruktur-Wahrscheinlichkeiten analysiert werden. Auch Sequenz-Vergleiche mit Proteinen, deren Struktur bereits durch Röntgenstrukturanalysen eindeutig geklärt ist, erweisen sich als hilfreich: Die Natur verwendet nämlich beim Proteindesign sehr gerne bewährte Proteindomänen (das heißt durch Sekundärstrukturen stabilisierte globuläre Proteinabschnitte, die meist von einem Exon kodiert werden) immer wieder. Aus einem begrenzten Domänen-Repertoire hat die Natur so im Laufe der Evolution eine Vielzahl verschiedener Proteine mit vielfältigen Funktionen "zusammengepuzzelt". "Assisted Self Assembly" Das auf den bekannten Renaturierungsversuchen von Anfinsen basierende Dogma von der "Selbstfaltung" der Proteine ist seit der Entdeckung der Rolle der "Chaperone" nicht gerade ins Wanken geraten, musste jedoch vom "Self Assembly" zum "Assisted Self Assembly" modifiziert werden. Schnell hatte man erkannt, dass die in vitro beobachteten Selbsfaltungsraten viel zu niedrig sind, um eine Zelle funktionstüchtig zu halten. Zahlreiche Proteine zeigen im Reagenzglas sogar überhaupt keine Neigung, nach einer sanften Denaturierung in ihre native Struktur zurück zu finden. Der Grund dafür ist, dass jede Zelle über ein ganzes Arsenal von Chaperonen verfügt - "molekularen Anstandsdamen" - die mittlerweile auch Einzug in die Schulbuchliteratur gehalten haben. Diese Anstandsdamen (die selbst Proteine sind) erkennen "unordentlich" gefaltete Polypeptidketten, die noch keine stabilen Sekundärstrukturen oder noch keine stabile Tertiärstruktur gefunden haben. Als Symptome solcher unvollständigen oder Fehlfaltungen "fahnden" die Chaperone nach hydrophoben Resten, die an der Oberfläche falsch gefalteter Polypeptidketten exponiert werden. Chaperone entfalten diese unbrauchbaren Gebilde unter Energieverbrauch und verhelfen Ihnen somit zu einer neuen Chance, sich richtig zu falten. Sie "bugsieren" damit den Faltungsweg der Polypeptidketten sicher in die Richtung der thermodynamisch günstigsten Konformation, die in der Regel der nativen Proteinstruktur entspricht. Ursache der Sichelzellenanämie ist der Austausch eines einzigen Nukleotids im beta-Hämoglobinketten-Gen, wodurch die hydrophile Aminosäure Glutamat gegen die hydropobe Aminosäure Valin ersetzt wird. Mit fatalen Folgen: Der ausgetauschte Glutamatrest befindet sich nämlich an der Oberfläche des Proteins. Die Exposition des hydrophoben Restes setzt die Löslichkeit de Proteins vor allem im desoxygenierten Zustand stark herab und kann so die Polymerisation des Hämoglobins zu langen und unlöslichen Filamenten auslösen. Die erste Darstellung zeigt die Position des Valins auf der Oberfläche des oxygenierten Sichelzellen-Hämoglobins. Der so erzeugte "hydrophobe Fleck" ist weiß hervorgehoben. Die Desoxygenierung des Moleküls ist mit einer Konformationsänderung der Quartärstruktur verbunden, die einen zusätzlichen hydrophoben Bereich an die Oberfläche befördert (Abb. 9). Dieser ist auch beim "normalen" Hämoglobin vorhanden, wo er keinen negativen Effekt zeigt. Im Verbund mit dem neu hinzu gekommenen Valin-Rest verleiht er dem Molekül jedoch das Potenzial zur Polymerisation, sobald die Desoxy-Form eine kritische Konzentration überschreitet. Das nächste Modul zeigt den ersten Schritt der Polymerisation, die Dimerisierung zweier Moleküle über hydrophobe Wechselwirkungen (Abb. 10). Die an der Polymerisation beteiligten hydrophoben Reste und ihre Wechselwirkung wird erst dann deutlich, wenn die raumfüllende Darstellung durch die Rückgrate der Polypetidketten ersetzt wird. Die letzte Chime-Projektion zeigt eine Vergrößerung der Kontaktstellen. Die für die Sichelzellenanämie charakteristischen sichelförmigen Erythrozyten sind fragiler als ihre "Wildtyp"-Pendants, was die anämische Symptomatik verursacht. Die exponierten hydrophoben Reste wirken wie "hydrophile Lego-Noppen" oder "sticky patches", über die die Proteine zu langen Filamenten polymerisieren und so den Erythrocyten eine sichelförmige Gestalt aufzwingen. Die Sichelzellen sind im Gegensatz zu den geschmeidig-biegsamen normalen Erythrozyten nicht mehr deformierbar und verstopfen unter Sauerstoffmangelbedingungen (Höhenaufhalte, Flugreisen, Narkosen) zunächst kleine und schließlich größere Gefäße, was dann lebensbedrohliche Komplikationen verursacht. Im homozygoten Zustand führte die Krankheit noch vor kurzem im frühen Kindesalter zum Tode. Heterozygote zeigen eine deutlich abgeschwächte Symptomatik. Die Krankheit kommt fast nur bei Afrikanern vor, die aus zentralafrikanischen Regionen mit hohen Malariavorkommen stammen. In einigen Regionen tragen fast 40 Prozent der dortigen Bevölkerung das "defekte" Gen. Die Ursache dafür liegt darin, dass das Sichelzellen-Hämoglobin den Malaria-Erregern Schwierigkeiten bereitet: Heterozygote sind gegen den Malaria-Erreger besser geschützt und haben daher gegenüber den homozygot "Gesunden" einen Selektionsvorteil. Dies zeigt deutlich, wie schmal der Grat zwischen "gesund" und "krank", "nützlich" und "schädlich", sein kann und wie wichtig die genetische Vielfalt des Genpools einer Spezies für dessen Überleben ist: Genetische "Randgruppen" können an bestimmten Orten - oder zu bestimmten Zeiten! - für das Überleben der Art eine unvorhersehbare Bedeutung erlangen. Um die Moleküle der Applikation im Browser interaktiv betrachten zu können, muss der kostenlose Molekülbetrachter Chime der Firma Symyx installiert werden. Wenn dies erfolgt ist, "berühren" sie die Moleküle mit dem Mauszeiger. Wenn Sie die Maus dann bei gedrückter linker Taste bewegen, können Sie die Moleküle beliebig drehen und wenden und so von allen Blickwinkeln aus untersuchen. Um die Entfernung zum Objekt zu ändern, müssen Sie die Shift-Taste (Hochstell-Taste) gleichzeitig mit der linken Maustaste drücken. Dann kann mittels "Vor- und Zurückbewegungen" der Maus der Abstand zum Objekt variiert werden. Wenn Sie den Mauszeiger in einem Molekülfenster platzieren und mit der rechten Taste klicken, erscheint das Chime-Menü mit weiteren Funktionen. Hier können Sie zum Beispiel die Rotation der Moleküle ausschalten. Durch das Anklicken von Buttons der Hämoglobin-Lernumgebung werden die verschiedenen 3D-Darstellungen aufgerufen. Wenn Sie ein Bild bereits geladen haben und dann einen anderen Button anklicken, kann es zu Fehlern kommen. Zwar wird dann das gewünschte Molekül gezeigt, seine Darstellung entspricht dann jedoch nicht der eigentlich vorgesehen "Struktursprache". So kann zum Beispiel eine Polypeptidkette als "stick"-Struktur visualisiert werden, während die Programmierung an dieser Stelle eigentlich die Darstellung eines farbkodierten Kalottenmodells vorgesehen hat. Wenn dies passiert (oder Sie den Verdacht haben, dass dem so ist), können Sie die Seite in einem neuen Browserfenster öffnen und die gewünschte Abbildung neu laden. Alternativ kann es auch helfen, zunächst über den "Zurück-Button" des Browsers zur Übersichtseite der Hämoglobinseite zu gehen und die gewünschte Applikation erneut anzusteuern. Dynamische Arbeitsblätter sind digitale Unterrichtsmaterialien, die neben Informationstexten, Aufgabenstellungen und Abbildungen dynamische Elemente beinhalten. Mehrere Arbeitsblätter können zu Lernumgebungen zusammengefügt werden. Die hier vorgestellte Lernumgebung enthält dreidimensionale Moleküldarstellungen, die es Schülerinnen und Schülern ermöglichen, sich die Struktur und Funktion des Enzyms ATP-Synthase aktiv zu erschließen. Verschiedene Strukturelemente können ein- und ausgeblendet, die Moleküle beliebig gedreht und gewendet werden. Technische Grundlage der 3D-Moleküle ist der kostenfrei nutzbare Molekülbetrachter Jmol. Zudem enthält die Lernumgebung flash-basierte Animationen und Videos, die die ATP-Synthase aus ihrem "Black-Box-Dasein" im Unterricht herausholen sollen. Interaktive 3D-Moleküle eröffnen neue Wege des Lehrens und Lernens. Sie erlauben Visualisierungen, die mit traditionellen Materialien nicht realisierbar sind. Mit der Maus können Moleküle bewegt sowie bestimmte Strukturelemente hervorgehoben oder ausgeblendet werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen die ATP-Synthase als Beispiel eines Enzyms kennen lernen. den Aufbau der ATP-Synthase kennen lernen. ausgehend von dem molekularen Aufbau die Funktion der ATP-Synthase forschend-entdeckend erschließen. die Möglichkeiten des Molekülbetrachters Jmol kennen und den Umgang mit dem Werkzeug lernen. am Beispiel der ATP-Synthase den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion eines Enzyms beschreiben. Thema ATP-Synthase - Synthese von Energieäquivalenten Autor Dr. Matthias Nolte, Dr. Thomas Engel, Dr. André Diesel, Florian Thierfeldt Fach Biologie, Chemie Zielgruppe Jahrgangsstufe 11 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit) oder Präsentationsrechner mit Beamer; Browser mit Java-Unterstützung, Java Runtime Environment (kostenloser Download), Flash-Player , Quicktime-Player Struktur-Funktions-Beziehungen werden durch die detaillierte und schrittweise Untersuchung von 3D-Modellen der ATP-Synthase begreifbar. Die Lernenden arbeiten im Computerraum selbstständig in Partner- oder Einzelarbeit. Die Lehrperson hat dabei eine unterstützende Funktion. Alternativ können die Darstellungen der Lernumgebung zur Unterstützung des Unterrichtsgesprächs auch per Beamer im Fachraum projiziert werden. Vorbemerkungen und technische Hinweise Welche Vorteile bieten dynamische 3D-Moleküle im Allgemeinen und insbesondere bei der Untersuchung von Proteinstrukturen und -Funktionen? Welche kostenfreien Plugins werden für den Einsatz der Lernumgebung benötigt? Das Konzept der Lernumgebung Vorgegebene Beobachtungsaufgaben dienen als ?Leitplanken? bei der selbstständigen Entdeckungsreise in die Welt der Moleküle. ?Informations-Popups? und "Expertenaufgaben" ermöglichen eine Binnendifferenzierung. Unterrichtsverlauf und Inhalte der Lernumgebung Nach dem Impuls durch eine Animation erarbeiten die Lernenden Struktur und Funktion der ATP-Synthase weitgehend selbstständig. Die Diskussion offener Fragen zur ATP-Synthase und zur Bedeutung von Modellen bildet den Abschluss. Dr. Thomas Engel studierte Chemie sowie Lehramt Chemie und Biologie. Seit 2007 ist er Studiengangskoordinator Chemie und Biochemie an der LMU München. Er war an der Konzeption der Lernumgebung beteiligt, programmierte die Moleküle und die HTML-Seiten. (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:457078) Hier können Sie Kontakt mit Herrn Dr. Engel aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen des Autors. Dr. André Diesel ist Diplom-Biologe. Er war an der Konzeption der Lernumgebung beteiligt und entwickelte die schematischen Abbildungen der Lernumgebung. (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:700245) Hier können Sie Kontakt mit Herrn Dr. Diesel aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen des Autors. Florian Thierfeldt ist Lehrer für Biologie und Geographie (Gymnasium). Er war an der Konzeption der Lernumgebung beteiligt und erstellte die Flash-Animation zur Rotation des F0-Komplexes. Weitere Materialien und Anregungen zum Unterricht finden Sie auch auf seiner Homepage www.scientific-beginner.de . (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:450955) Hier können Sie Kontakt mit Herrn Thierfeldt aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen des Autors. Die Schülerinnen und Schüler sollen am Beispiel des Insulins den Zusammenhang zwischen der in einer Proteindatenbank gespeicherten Datei und der Umsetzung als Proteinmodell im Computer verstehen. eine Sequenz aus einer Datenbank abrufen können. mit einem einfachen Visualisierungsprogramm wie RasMol umgehen können. die Vor- und Nachteile verschiedener Darstellungsarten (Kugelstabmodell, Proteinrückgrat und raumfüllendes Kalottenmodell) erkennen und diese mithilfe eines Programms umsetzen können. grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau (die Tertiär- und Quartärstruktur) von Proteinen erarbeiten. Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären können. Methoden zur Strukturaufklärung von Proteinen verstehen und wiedergeben können. Thema Proteinmodelle aus dem Internet - Beispiel Insulin Autorin Prof. Dr. Susanne Bickel Fächer Biologie, Chemie Zielgruppe Jahrgangsstufe 12/13 Zeitraum etwa 6 Stunden mit abschließender Präsentation Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetzugang in ausreichender Zahl (Partner- oder Kleingruppenarbeit), (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:458232) (kostenloser Download aus dem Internet) Planung (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitpopup:463298) Die Fotosynthese ist einer der bedeutungsvollsten biologischen Prozesse auf der Erde. Grüne Pflanzen wandeln Lichtenergie in chemische Energie um und speichern sie in Form energiereicher Moleküle. Diese werden dann in weiteren Stoffwechselprozessen als Energielieferanten für die Synthese von Kohlenhydraten aus den energiearmen Stoffen Kohlenstoffdioxid und Wasser verwendet. In diesem Prozess wird der für viele Lebewesen notwendige molekulare Sauerstoff gebildet. Die Fotosynthese gliedert sich somit in eine Lichtreaktion (Absorption von Lichtenergie, deren chemische Fixierung und Sauerstoffbildung) und in die lichtunabhängige Dunkelreaktion (Synthese von Glukose aus Kohlenstoffdioxid und Wasser). Die Schülerinnen und Schüler sollen die Teilreaktionen der Lichtreaktion mithilfe der Animation kennenlernen und protokollieren. die an der Reaktion beteiligten Biomoleküle und ihre Lokalisierung - innerhalb oder außerhalb der Thylakoidmembran - kennenlernen. Zusammenhänge formulieren (Kopplung der Fotosysteme) und eine Gesamtbilanz der Reaktion aufstellen. Thema Die Lichtreaktion der Fotosynthese Autor Dr. Ralf-Peter Schmitz Fach Biologie Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 1-2 Stunden für die selbstständige Erarbeitung (Einzel- oder Partnerarbeit); flexibel beim Einsatz zur Unterstützung des Unterrichtsgesprächs Technische Voraussetzungen Präsentationsrechner mit Beamer und/oder Computerarbeitsplätze in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit), Flash-Player (ab Version 8, kostenloser Download) Die Lernenden nutzen die Flash-Animation im Computerraum der Schule in Einzel- oder Partnerarbeit oder auch am heimischen Rechner (Hausaufgabe, Wiederholung). Ihre Ergebnisse können sie den Mitschülerinnen und Mitschülern im Rahmen eines kleinen Vortrags vorstellen. Den Ablauf der Lichtreaktion beschreiben sie dabei mithilfe der per Beamer projizierten Animation. Alternativ zur Nutzung der Animation im Computerraum kann sie nach einem zunächst "computerfreien" Unterricht der Lehrkraft auch dazu dienen, die Lichtreaktion zusammenzufassen und das Unterrichtsgespräch im Fachraum zu unterstützen. Inhalte und Funktionen der Animation Die Teilschritte der Lichtreaktion werden visualisiert. Arbeitsaufträge und Hintergrundinformationen ermöglichen eine selbstständige Erarbeitung des Themas. Die Schülerinnen und Schüler sollen grundlegendes Wissen über den 3D-Aufbau der Rotationsmaschine ATP-Synthase erwerben (Tertiär und Quartärstruktur). prinzipielle Struktur-Funktionsbeziehungen begreifen und erklären können. die wichtigsten Mechanismen der Zelle, chemische Energie in Bewegung umzuwandeln, kennen lernen. Proteinkomplexe in ihrer Eigenschaft als Motoren begreifen. Anwendungsmöglichkeiten für Nanomotoren kennen lernen und selber Ideen entwickeln. die Natur als Vorbild für technische Umsetzungen begreifen und dadurch ein Grundverständnis für die Bionik entwickeln. Utopien und unwissenschaftliche Presseberichte analysieren und auf ihren sachlichen Gehalt reduzieren lernen. Thema Nanomotoren in Natur und Technik Autorin Prof. Dr. Susanne Bickel Fach Biologie Zielgruppe Sek II, Leistungskurs, Projektunterricht zur Biotechnologie Zeitraum 4-5 Stunden Technische Voraussetzungen Rechner mit der Möglichkeit, Filme abzuspielen (zum Beispiel RealPlayer oder Quicktime Player , kostenlose Downloads), in ausreichender Anzahl (Partnerarbeit, Kleingruppen) Planung Nanomotoren in Natur und Technik

In dieser Unterrichtseinheit für Lernende mit besonderen Förderbedarfen werden Aspekte der Teamarbeit durch Arbeitsblätter, Übungen und Beispiele veranschaulicht. Die Bildung von Teams, Leitung und Zusammenarbeit im Team sowie die Teamentwicklung werden in je einer Unterrichtsstunde mit leichtem, mittlerem und höherem Schwierigkeitsgrad behandelt. Folgende Teilaspekte des Themas Teamarbeit werden in dieser Unterrichtseinheit behandelt: die Bildung von Gruppen beziehungsweise Teams, die Bedeutung der gegenseitigen Verantwortung und des Vertrauens sowie die Entwicklung eines Teams im Verlauf der gemeinsamen Arbeit. Diese Komponenten werden in drei Schwierigkeitsstufen und unterschiedlichen Sozialformen und Methoden erarbeitet, die je nach körperlichen und geistigen Fähigkeiten der Lernenden bewältigt werden können. Individuelle Bedürfnisse berücksichtigen In integrativen Klassen muss großer Raum für Erklärungen, für Diskussionen innerhalb der Lerngruppe sowie für die Vor- und Nachbereitung des Unterrichts eingeräumt werden. Innerhalb jeder Lerngruppe sind die individuellen Bedürfnisse der Lernenden in besonderem Maße zu berücksichtigen. Unterrichtsbausteine Überblick über die Arbeitsmaterialien "Teamarbeit" Auf dieser Seite finden Sie einen Kurz-Überblick der einzelnen Unterrichtsbausteine und der darin verwendeten Arbeitsblätter. Unterrichtsverlauf 1. Aspekt: Gruppen/Teams bilden Im Mittelpunkt der ersten Unterrichtssequenz steht das Thema Teambildung. Die Arbeitsanleitungen stehen in verschiedenen Schwierigkeitsstufen zur Verfügung. 2. Aspekt: Leitung und Zusammenarbeit im Team Auf Basis eines Videoclips erarbeiten die Lernenden, welche Rolle die verschiedenen Mitglieder in einem Team spielen. 3. Aspekt: Teamentwicklung Auf der Grundlage eines Modells des Psychologen Bruce Tuckmann wird die Lerngruppe an Funktion und Arbeitsweisen eines Teams herangeführt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben in angemessenem Umfang Lesen und Schreiben. geben Inhalte von Texten und Videoclips mündlich wieder. erhalten Einblick in Entwicklung und Funktionsweise von Teams. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen Informationen aus Videoclips beziehungsweise Computerpräsentationen. üben den Umgang mit Arbeitsblättern, indem sie Aussagen ankreuzen oder einfache Aussagen formulieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erhalten Einblick in die Zusammenarbeit im Team. erfahren, wie sie mit verschiedenen Charakteren umgehen können. erkennen, dass Vertrauen, Zuverlässigkeit und Engagement wichtig für eine gute Zusammenarbeit sind. erfahren durch Rollenspiele, wie bestimmte Verhaltensweisen auf andere wirken. Allgemeine Hinweise In den Dateinamen weisen die Kennbuchstaben L, M und S auf die Schwierigkeitsstufen Leicht, Mittel und Schwer hin. Die Arbeitsanleitungen für die Lernenden sind in "Leichter Sprache" verfasst (siehe das Dokument "Exkurs_Leichte_Sprache.docx"). Für Lernende mit Sehbehinderung wäre folgende Differenzierung möglich: die Kopiervorlage vergrößern, damit die Motive und Texte besser erkennbar sind. 1. Aspekt: Gruppen/Teams bilden Leicht: AB_1_L_Puzzle, AB_1_L_Bus Mittel: AB_1_M_Profil, AB_1_M_Raetsel Schwer: AB_1_S_Mannschaft 2. Aspekt: Leitung und Zusammenarbeit im Team Leicht: AB_2_L_Teamwork Mittel: AB_2_M_Teamwork, AB_2_M_Vertiefung Schwer: AB_2_S_Rollenkarten, AB_2_S_Eigenschaften 3. Aspekt: Teamentwicklung Leicht: AB_3_L_Teamuhr Mittel: AB_3_M_Teamuhr Schwer: AB_3_S_Zielpfeil_gr, AB_3_S_Zielpfeil_kl, AB_3_S_Teamentwicklung Exkurs: Leichte Sprache Zur Information und Übung für Lehrkräfte: Exkurs_Leichte_Sprache Teil I Mit einem kleinen Spiel sollen Vierergruppen gebildet werden. Auf diese Weise erfahren die Teilnehmenden, dass Kommunikation mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern wichtig ist, um herauszufinden, wer zum eigenen Team gehört und wer nicht. Außerdem können nur die Mitglieder eines Teams zusammen ein Ganzes bilden, während Einzelne oder Teile eines Teams nur zu unvollständigen Ergebnissen kommen können. Das Arbeitsblatt AB_1_L_Puzzle dient als Kopiervorlage für die benötigten Spielmaterialien. Diese Materialien in Form von "Puzzleteilen" sollten von der Lehrkraft vor Beginn des Unterrichts vorbereitet werden. Die genaue Anleitung finden Sie in der Kopiervorlage. Nachdem sich die Teams in Vierergruppen gefunden haben, wird das Spiel noch einmal reflektiert. Auf folgende Aspekte sollte besonders hingewiesen werden: Die Teilnehmenden müssen miteinander reden oder sich zumindest gegenseitig "ihre" Puzzleteile zeigen, um zu erkennen, wer zu welcher Gruppe gehört. Nur wenn alle Gruppenmitglieder zusammengefunden haben, ergeben ihre Puzzleteile ein Gesamtbild. Ein Team kann auch nur funktionieren, wenn alle zusammenarbeiten. Teil II Im zweiten Teil dieser Einheit sollen alle Teilnehmenden mithilfe einer Metapher seinen Platz im Team finden. Als Metapher dient ein bekanntes Automodell ("VW-Bus"), das nur funktioniert, wenn verschiedene Teile vorhanden sind und ihren Beitrag zum Gelingen einer gemeinsamen Fahrt beisteuern. Auf dem Arbeitsblatt AB_1_L_Bus stehen unter der Abbildung dieses Fahrzeugs verschiedene Fahrzeugteile, die jeweils einen Platz im Team "Fahrzeug" repräsentieren. Diese Fahrzeugteile werden zunächst im gemeinsamen Gespräch erklärt und hinsichtlich ihrer Funktion erläutert. Dann sollen alle Teilnehmenden ihren eigenen Platz im Team anhand eines Fahrzeugteils ihrer Wahl durch Ankreuzen finden. Im Anschluss sollen alle Lernenden ihre Wahl vorstellen und begründen. Alle Teilnehmenden sollen zu Wort kommen. Für dieses abschließende Gespräch ist ausreichend Zeit einzuplanen, um allen Bedürfnissen gerecht zu werden. Teil I Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sollen zunächst versuchen - eventuell nach dem oben beschriebenen "Spiel" ( Arbeitsblatt AB_1_L_Puzzle ) - das Wort "Team" mit passenden Begriffen inhaltlich zu füllen. Dabei soll ein kleines, einfaches Kreuzworträtsel entstehen, zum Beispiel: Bei Teilnehmenden mit Sprachschwierigkeiten ist die Bedeutung der Begriffe im Wortspeicher ausführlich zu erklären. Es gibt nicht "eine" richtige Lösung, sondern es sind mehrere Varianten möglich. Aber nicht alle Begriffe passen in das Raster. Eine gewisse Schwierigkeit besteht darin, wirklich passende Begriffe zu finden. Das Rätsel kann noch anspruchsvoller gestaltet werden, indem der Wortspeicher beim Kopieren abgedeckt wird. Dann müssen die Lernenden selbst eigene Begriffe finden. Das erfordert aber eine gewisse Sprachfertigkeit. Grundsätzlich ist es jedoch zu begrüßen, wenn die Lernenden weitere eigene Wörter finden, die in das Raster passen. Teil II Im zweiten Teil dieser Einheit steht die Einschätzung der eigenen Teamfähigkeit im Vordergrund. Mithilfe einiger konträrer Begriffspaare soll ein persönliches Polaritätsprofil erstellt werden, das dem einzelnen Teilnehmer beziehungsweise der einzelnen Teilnehmerin hilft, die eigene individuelle Haltung zu Teamarbeit zu erkennen und gegebenenfalls zu überdenken. Dabei sollen alle Teilnehmenden ihre eigene Stellung auf einer Skala von "- - " bis "+ +" ankreuzen. Die Bearbeitung des Arbeitsblatts AB_1_M_Profil erfolgt in stiller Einzelarbeit. Es gibt keine "richtige" oder "falsche" Lösung. Eventuell muss die Lehrkraft im Zweiergespräch unklare Begriffe klären oder bei der Formulierung der persönlichen Zusammenfassung helfen. Nach einer vorgegebenen Bearbeitungszeit (circa 10 bis 15 Minuten) wird im Plenum geklärt, welche Eigenschaften oder Verhaltensweisen für die Teamfähigkeit förderlich und welche weniger geeignet sind. Diese weniger geeigneten Begriffe sind in der Regel diejenigen auf der linken Seite der Tabelle auf dem Arbeitsblatt. Teil I Als motivierender Einstieg dient eine Abbildung einer Volleyball-Mannschaft ( Arbeitsblatt AB_1_S_Mannschaft , eventuell als Folie), die im Unterrichtsraum via Overhead-Projektor oder Beamer projiziert wird. Im Gespräch wird herausgearbeitet, dass eine Mannschaft nur durch gezieltes Zusammenspiel erfolgreich sein kann. Zu jeder Mannschaft gehört ein "Kapitän", der oder die die verschiedenen Stärken und Schwächen seiner beziehungsweise ihrer Mitspielerinnen und Mitspieler kennt und geschickt einsetzt. Bei der Betrachtung der Abbildung kann zum Beispiel auf folgende Aspekte eingegangen werden: Welche Gefühle sprechen aus den Gesichtern der Personen? Welche Stimmung wird durch die Armhaltung wiedergegeben? Warum ist die Person in der Mitte farbig hervorgehoben? Entstand dieses Foto vor oder nach einem Spiel? Wie gehen die Mitglieder dieser Mannschaft miteinander um, damit sie gewinnen? Wer ist das wichtigste Mitglied in diesem Team und warum? Je nach Zeit, Gegebenheiten am Unterrichtsort und den Fähigkeiten der Teilnehmenden kann sogar ein sportliches Mannschaftsspiel (Volleyball, Handball, Fußball et cetera - Nicht: Völkerball!) durchgeführt werden. Teil II Im Anschluss werden mögliche Verhaltensweisen in einem Team kritisch eingeschätzt ( Arbeitsblatt AB_1_S_Gesetze ). Die Schwierigkeit besteht darin, sich bestimmte Situationen theoretisch vorzustellen. Daher ist es notwendig, die auf dem Arbeitsblatt umrissenen Verhaltensweisen genau zu erkennen und zu verstehen. Bei Teilnehmenden mit Sprachschwierigkeiten ist deshalb der Inhalt der Texte vorab zu erklären. Nachdem die Lernenden verschiedene Verhaltensweisen (die auf dem Arbeitsblatt alphabetisch geordnet sind), durch Ankreuzen als gut oder schlecht für die Teamarbeit markiert haben, sollten diese Verhaltensweisen einzeln durchgesprochen werden: Lässt sich eine Mehrheit für die Einschätzung als positiv oder negativ feststellen? Gibt es ausgeglichene Einschätzungen? Eventuell müssen hier Missverständnisse im Gespräch geklärt werden. Möglichst alle Lernenden sollten mindestens einmal zu Wort kommen. Je nach zur Verfügung stehender Zeit können noch die drei wichtigsten Grundregeln aller Lernenden verlesen und besprochen werden. Als motivierender Einstieg wird in allen drei Schwierigkeitsgraden der Videoclip Teamwork ist kompliziert! projiziert. Da der Clip nur 3:26 Minuten dauert, kann er mehrmals gezeigt werden. Bei Lernenden mit Hör- oder Sehbehinderung ist auf ausreichende Größe der Projektion, eventuell Abdunkelung des Unterrichtsraums und ausreichende Lautstärke des Tons zu achten. Bei Lernenden mit Sprachschwierigkeiten aufgrund eines Migrationshintergrundes müssen die Inhalte der Gespräche im Clip erläutert beziehungsweise mithilfe des Arbeitsblattes AB_2_L_Teamwork übersetzt werden. Nachdem die Inhalte verstanden wurden, sollte auf jeden Fall in deutscher Sprache weitergearbeitet werden. Nach der Abfrage eines ersten Eindrucks von dem Videoclip sollte er ein zweites Mal gezeigt werden. Dann erzählen die Schülerinnen und Schüler die Handlung nach, wobei sie sich gegenseitig ergänzen oder richtig stellen, wenn etwas unvollständig oder ungenau berichtet wird. Auf dem Arbeitsblatt AB_2_L_Teamwork werden wesentliche Inhalte des Videoclips mit Sprechblasen veranschaulicht. Die Lernenden lesen das Arbeitsblatt durch und besprechen Schritt für Schritt, was die Figuren im Videoclip richtig beziehungsweise falsch machen. Beispielsweise könnten dabei folgende Aspekte betrachtet werden: Schritt 1: Mike klagt undifferenziert über seine Unzufriedenheit mit Ben. Über Abwesende sollte man nicht negativ sprechen. Anne bleibt sachlich und überlegt ruhig. Anne fragt nach ganz konkreten Fakten (Wer? Wie? Wann? Was?). Schritt 2: Mike erklärt sein Problem mit Ben. Mike hat den Eindruck, seine Meinung wird nicht respektiert. Ben stellt sich über die anderen Team-Mitglieder. Auch andere Teammitglieder fühlen sich von Ben missachtet. Schritt 3: Anne weiß, was gute Zusammenarbeit ausmacht. Anne verspricht, mit Ben zu reden. Ben hält seine eigene Meinung für die einzig richtige. Schritt 4: Ben ist zunächst sehr von sich überzeugt. Ben fragt Anne um Rat. Anne weiß gute Tipps zur Teamarbeit. Ben verspricht, sich diese Tipps in Ruhe durch den Kopf gehen zu lassen. Zum Abschluss der Stunde kann der Videoclip nochmals gezeigt werden. Nach der Abfrage eines ersten Eindrucks des Videoclips sollte er ein zweites Mal gezeigt werden. Mithilfe des Arbeitsblatts AB_2_M_Teamwork werden wesentliche Inhalte der Gespräche im Videoclip schriftlich ergänzt. Hierzu kann es notwendig sein, den Ablauf des Clips an geeigneten Stellen anzuhalten. Unter Umständen muss der Clip ein drittes Mal abgespielt werden. Hinweise zur "Lösung" für das Ausfüllen des Arbeitsblattes sind in der Version für den Schwierigkeitsgrad "Leicht" enthalten. Die Ergebnisse der Lernenden werden vorgelesen, verglichen und gegebenenfalls richtiggestellt. Zur Vertiefung wird in einem Multiple-Choice-Verfahren der Inhalt des Videoclips nochmal analysiert. Auf dem Arbeitsblatt AB_2_M_Vertiefung werden Gefühle und Motivation der Figuren aus dem Videoclip benannt. Sie sollen durch Ankreuzen bestätigt werden. Rollenspiel Nach dem ersten Betrachten des Videoclips wird dessen Inhalt mündlich zusammengefasst. Dabei sollten möglichst mehrere Lernende zu Wort kommen. Mit dem Hinweis, dass die Situationen aus dem Clip anschließend in einem Rollenspiel nachgestellt werden sollen, wird der Clip ein zweites Mal gezeigt. Das Rollenspiel hat die Funktion, den Lernenden die verschiedenen Perspektiven, Verhaltensweisen, deren Wirkung und Reaktionen darauf persönlich erfahrbar zu machen. Daher ist es sinnvoll, das Rollenspiel in wechselnder Besetzung mehrmals durchzuführen, sodass alle einmal mitgespielt haben. Zur Unterstützung können "Rollenkarten" ausgegeben werden, die das Verhalten der jeweiligen Figuren skizzieren. Diese Rollenkarten sind vor Beginn des Unterrichts aus dem Arbeitsblatt AB_2_S_Rollenkarten auszuschneiden und in der gewünschten Anzahl zu kopieren beziehungsweise für mehrfache Verwendung zu laminieren. Eigenschaften von Teammitgliedern Im Anschluss an das Rollenspiel werden wünschenswerte Eigenschaften eines Teammitglieds auf dem Arbeitsblatt AB_2_S_Eigenschaften aufgelistet. Die Lernenden ordnen diese Eigenschaften den drei Figuren aus dem Videoclip zu, indem sie in der betreffenden Spalte ein Kreuz setzen. So wird deutlich, wer ein geeigneter "Teamplayer" ist und bei wem noch Verbesserungen möglich sind. Durch das Ankreuzen sollen die Lernenden sich auch Gedanken darüber machen, ob sie selbst die jeweilige Eigenschaft besitzen oder eventuell ihr Verhalten ändern sollten. Zu diesem Zweck sollte die Lehrkraft die einzelnen Eigenschaften gezielt ansprechen und kleine Beispiele für "richtiges" Verhalten veranschaulichen. Wenn man ein Team als eine lebendige Arbeitsgruppe versteht, dann durchläuft es von der anfänglichen Teambildung bis zur schlussendlichen Auflösung verschiedene Phasen. Der amerikanische Psychologe Bruce Tuckmann entwickelte 1965 ein Modell, das zunächst vier Phasen umfasste (Bruce W. Tuckman. 1965. "Developmental sequence in small groups". Psychological Bulletin 63. 384-399). Später ergänzten andere dieses Modell auf bis zu sieben Phasen. Auf der Grundlage dieses Modells kann die Lerngruppe an Funktion und Arbeitsweise eines Teams herangeführt werden. Teil I Zu Beginn erklärt die Lehrkraft mithilfe einer Computerpräsentation, wie sich ein Team entwickelt und was in den einzelnen Phasen dieser Entwicklung passiert. Auf die Fachbegriffe (forming, storming, norming und performing) kann an dieser Stelle verzichtet werden, ebenso auf die später (1977) beschriebene 5. Phase des adjourning, in der sich das Team wieder auflöst. Dazu werden die folgenden Informationen auch mit spontanen Beispielen vorgestellt: 1. Phase: Wir begrüßen uns. Wir stellen uns mit Namen vor. Wir lernen uns kennen. Wir sollen zum Team gehören. 2. Phase: Jeder sucht sich einen Platz in der Gruppe. Wir schauen, wer sich durchsetzen kann. Wir streiten manchmal um unser Ziel. Langsam passen wir uns an. 3. Phase: Wir legen gemeinsame Regeln fest. Wir halten uns an unsere Rolle. Wir akzeptieren uns gegenseitig. Wir arbeiten besser zusammen. 4. Phase: Wir arbeiten gut zusammen. Wir helfen uns gegenseitig. Wir arbeiten gemeinsam auf das Ziel hin. Wir haben Erfolg. Teil II Diese Handlungen werden im zweiten Teil der Unterrichtsstunde auf dem Arbeitsblatt AB_3_L_Teamuhr den jeweiligen Phasen der Teamentwicklung zugeordnet. Dazu werden die Folien 6 bis 11 der Computerpräsentation Teamuhr.pptx projiziert. Durch das (Ab-)Schreiben haben die Lernenden Zeit, den jeweiligen Aspekt zu überdenken und ihre eigene Stellung dazu zu finden. Abschließend werden eigene Erfahrungen mit den Inhalten der einzelnen Phasen ausgetauscht. Dabei kann auch zur Sprache kommen, dass die Reihenfolge der Phasen der Teamentwicklung keineswegs starr ist, sondern auch variieren kann. Lernenden mit Sprachdefiziten (zum Beispiel Migrationshintergrund) muss deutlich gemacht werden, was unter den einzelnen Verhaltensweisen zu verstehen ist. Beispielsweise müssen sie lernen und üben, wie man sich in der Gruppe begrüßt und vorstellt, oder wie man Meinungen anderer (in anderen Kulturkreisen zum Beispiel von Frauen) akzeptiert. Zu Beginn erklärt die Lehrkraft mithilfe einer Computerpräsentation, wie sich ein Team entwickelt und was in den einzelnen Phasen dieser Entwicklung passiert (Folien 1 bis 5 der Datei Teamuhr.pptx ). Auf die Fachbegriffe (forming, storming, norming und performing) kann an dieser Stelle verzichtet werden, ebenso auf die später (1977) beschriebene 5. Phase des adjourning, in der sich das Team wieder auflöst. Auf dem Arbeitsblatt AB_3_M_Teamuhr werden anschließend die Verhaltensweisen und Handlungen notiert, die auf den Folien 6 bis 11 der Präsentation Teamuhr.pptx vorgestellt und mit spontanen Beispielen erläutert werden. Formulierungsbeispiele sind der Liste oben unter "Schwierigkeitsgrad leicht" zu entnehmen. Eine etwas anspruchsvollere Arbeit besteht darin, sogenannte Teamkiller zu benennen und ihre Auswirkung auf die Zusammenarbeit zu beleuchten. Neben den auf dem Arbeitsblatt vermerkten Teamkillern sind weitere ungünstige Verhaltensweisen denkbar. Die Lernenden werden deshalb dazu aufgefordert, in kleinen Gruppen von circa 3 bis 5 Personen auf einem A3-Plakat Teamkiller zu sammeln, die die Gruppenmitglieder schon einmal gestört haben beziehungsweise über die sie sich besonders ärgern. Beispiele hierfür könnten sein (Formulierung der Lernenden berücksichtigen!): keine Pausen zulassen lange Reden, die keiner hören will andere nicht ausreden lassen ständiges Jammern über die freudlose Arbeit Misstrauen und Unzufriedenheit durch Führungskraft sowie Mitarbeiter Bevormundung durch Führungskraft Verheimlichen eigener Fehler fehlende Bereitschaft, Verantwortung zu übernehmen Nun wird im Gespräch nach Möglichkeiten gesucht, diese Teamkiller zu vermeiden. Dabei kann auf das Arbeitsblatt AB_2_M_Vertiefung Bezug genommen werden, auf dem Hinweise zur guten Zusammenarbeit aufgelistet sind. Eventuell kann zusätzlich das Arbeitsblatt AB_2_S_Eigenschaften herangezogen werden, auf dem Verhaltensweisen zur Vermeidung der Teamkiller aufgelistet sind. Teil I Als Motivation wird das sogenannte Ziel-Pfeil-Phänomen gezeigt. Zur vorbereitenden Information für die Lehrkraft sollte ein passendes Video auf Youtube gesehen werden. Ein solches Ziel-Pfeil-Sechseck kann die Lehrkraft mithilfe des Arbeitsblattes AB_3_S_Zielpfeil_gr herstellen. Es sollte vor dem Unterricht vorbereitet werden. Wie wichtig Zielvereinbarungen und die gemeinsame Arbeit zum gleichen Ziel hin sind, wird durch eine kleine Show veranschaulicht. Dabei wird das Ziel-Pfeil-Sechseck zunächst von beiden Seiten gezeigt. Dann hält es die Lehrkraft zwischen zwei Händen so zum Publikum, dass auf der Seite der Lehrkraft der Pfeil nach unten oder oben zeigt. In diesem Fall zeigt der Pfeil auf der Seite der Lernenden schräg nach rechts oder links oben oder unten (die Richtung ist irrelevant). Wenn die Lehrkraft nun das Sechseck um die senkrechte Achse dreht, zeigt der Pfeil auf der Schülerseite nach oben oder unten, und hat mithin seine Richtung geändert. Nun wird das Sechseck um 60 Grad um seinen Mittelpunkt gedreht, sodass der Pfeil auf der Lehrerseite und auf der Schülerseite schräg nach oben oder schräg nach unten zeigt, also auf keiner Seite senkrecht nach oben oder unten. Wenn das Sechseck nun wieder um seine senkrechte Achse gedreht wird, weist der Pfeil auf der Schülerseite in dieselbe Richtung. Der verblüffende Trick zeigt, dass alle an einem Strang ziehen müssen, um in der gewünschten Richtung weiter zu kommen. Wenn möglich, können die Lernenden für sich ebenfalls ein Ziel-Pfeil-Sechseck basteln, indem sie die Figuren auf dem Arbeitsblatt AB_3_S_Zielpfeil_kl ausschneiden und zusammenkleben. Sofern die Lernenden nicht bereits in ein Team an ihrer Arbeitsstelle eingebunden sind, kann diese kleine Bastelarbeit auch im Anschluss an die folgende Computerpräsentation als Teamarbeit angefertigt werden (siehe unten). Teil II Nachdem nun alle Lernenden erkannt haben, wie wichtig genaue Zielvereinbarungen für die Teamentwicklung sind, erklärt die Lehrkraft anhand der "Teamuhr", welche Phasen eine Teamentwicklung durchläuft. Auf Fachbegriffe kann hier wie in den anderen Schwierigkeitsstufen verzichtet werden. Dazu wird die Computerpräsentation Teamentwicklung.pptx gezeigt und von der Lehrkraft ausführlich besprochen. Während Folie 8 noch projiziert bleibt, verteilt die Lehrkraft das AB_3_S_Teamentwicklung. Auf dem Arbeitsblatt AB_3_S_Teamentwicklung tragen nun alle Lernenden ihre eigene Position auf der Teamuhr ein: Fühle ich mich in der Anfangsphase, "mittendrin" oder eher am Ende der Teamentwicklung? Falls die Lernenden keinem Team angehören, bietet es sich an, ad hoc in einem kleinen Projekt Teamarbeit auszuprobieren. Dazu sollen mithilfe des Arbeitsblattes AB_3_S_Zielpfeil_kl Zielpfeil-Sechsecke gebastelt werden. Damit dies gelingt, muss das Arbeitsblatt in ausreichender Menge kopiert werden, Schere und Klebstoff müssen zur Verfügung stehen. Die Teams sollten aus 3 bis 4 Personen bestehen. Eventuell wird die Teambildung mithilfe des Arbeitsblatts AB_1_L_Puzzle erleichtert. Folgender Ablauf des Mini-Projekts wird empfohlen: Die Teams finden sich in kleinen Gruppen zusammen. Ideal ist eine möglichst bunte Mischung der Teammitglieder: verschiedene Altersstufen, beide Geschlechter, verschiedene Nationen (bei Migrationshintergrund), verschiedene Behinderungen et cetera. Eventuell kristallisiert sich jetzt bereits eine Leiterin oder ein Leiter des Teams heraus. Je Team formulieren die Mitglieder zunächst ihr Ziel, ein Zielpfeil-Sechseck herzustellen (beziehungsweise je eines für jedes Team-Mitglied). Der Leiter oder die Leiterin des Teams spricht das gemeinsame Ziel aus und verteilt die Aufgaben: Wer besorgt die Arbeitsmaterialien (Arbeitsblätter, Klebstoff)? Wer besorgt die Werkzeuge (Schere)? Wer schneidet (welche Teile?) aus? Wer klebt zusammen? Wer prüft die Funktionalität? Dann geht es an die "Arbeit". Die Team-Mitglieder müssen sich aufeinander verlassen können: Sorgfalt, Genauigkeit, zügiger Arbeitsablauf werden von der Teamleiterin beziehungsweise vom Teamleiter überwacht. Schließlich ist die "Arbeit" erledigt und alle Teilnehmenden haben ein Zielpfeil-Sechseck in der Hand. Dieses ist zugleich auch eine Erinnerung an den Unterricht zum Thema Teamarbeit. Falls noch Zeit bleibt, können die Lernenden ihre vorher markierten Stellungen auf der Teamuhr (siehe Arbeitsblatt) erläutern. Mögliche Fragestellungen sind: Aus was für Menschen setzt sich das eigene Team zusammen? Wie viele Mitglieder hat das Team? Was ist das Ziel des eigenen Teams? Welche Probleme sind im Team bereits aufgetaucht? Wie wurden diese Probleme gelöst? Wie könnte man noch ungelöste Probleme überwinden? Wie lange arbeitet das Team bereits zusammen? Wie lange wird die Zusammenarbeit voraussichtlich noch andauern?

Diese Unterrichtseinheit zu den Themen Parkettierung und Spiegelsymmetrie bietet Arbeitsmaterial und Unterrichtsvorschläge zum Online-Lernspiel "Felia legt Fliesen". Es sind keine geometrischen Vorkenntnisse bei den Schülerinnen und Schülern nötig, wenngleich es sinnvoll ist, einfache geometrische Flächenformen zuvor im Unterricht behandelt zu haben. Fliesen gibt es an vielen Orten: im Badezimmer zu Hause oder in der Schule, in vielen Kirchen – manchmal sind sogar ganze Häuserwände gefliest. Schaut man genau hin, lässt sich fast immer ein Muster darin erkennen. Das Lernspiel "Felia legt Fliesen" thematisiert geometrische Muster und Figuren am Beispiel einer gefliesten Badezimmerwand. Felia hat in ihrem Spanienurlaub Fliesen in verschiedenen Formen und Farben gesammelt. Die eignen sich ganz wunderbar dazu, die kahlen Wände eines alten Badezimmers zu verschönern. Mit Quadraten und Dreiecken lassen sich viele Muster und Figuren legen. Das zusätzliche Einblenden von Spiegelachsen kann für eine überraschende Veränderung im Muster sorgen. Das Lernspiel eignet sich als Einstieg in die Themen Parkettierung und Spiegelsymmetrie und ist so konzipiert, dass keine geometrischen Vorkenntnisse erforderlich sind. Es ist für den didaktischen Aufbau aber sicherlich sinnvoll, einfache geometrische Flächenformen zuvor im Unterricht behandelt zu haben. Zum Einstieg sollten die Vorerfahrungen der Kinder abgefragt werden, denn Fliesen kennt jeder aus seinem Alltag. Die spielerischen Erfahrungen der Kinder am Computer sollten im Anschluss mit realen Formen aus beispielsweise Papier oder Pappe vertieft werden. Eine virtuelle Fliesenwand gestalten Die Kinder helfen Felia, passende Fliesen in unfertige Muster oder Figuren zu platzieren und denken sich eigene Fliesenmuster aus. Forschen mit echten Fliesen und Spiegeln Das virtuelle Forschen kann gut mit Aktivitäten abseits des Computers kombiniert werden, zum Beispiel mit Papierfliesen oder Beispielen aus dem Alltag. Die pädagogischen Leitlinien der Stiftung Begleiten und unterstützen Sie die Kinder in ihrer natürlichen Neugier an Phänomenen aus ihrem Alltag. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Gesetzmäßigkeiten in geometrischen Mustern (Parkettierung, Spiegelsymmetrie) und setzen diese fort. erfinden eigene geometrische Muster. erfahren, wie sich die Umgestaltung einer Fliese auf das Gesamtmuster auswirkt. entdecken Zusammenhänge zwischen einfachen geometrischen Flächenformen. erkennen, aus welchen Formen sich eine geometrische Figur zusammensetzt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler platzieren mit einem einfachem Mausklick geometrische Formen an gewünschter Stelle. lernen die Handlungsoptionen des Lernspiels auszuprobieren und anzuwenden. wissen, wie sie ihr selbst erstelltes Fliesenmuster ausdrucken können. lesen gesprochene Texte mit. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Vereinbarungen über die Nutzung der zur Verfügung stehenden Computer. tauschen sich über ihre selbst erstellten Muster aus. In fast jedem Zuhause sind Wände und Boden im Badezimmer mit Fliesen ausgelegt. Wie sehen die bei den Kindern zu Hause aus? Welche Form und welche Farbe haben die Fliesen? Oft sind geflieste Wände und Böden einfarbig - was würden die Kinder tun, um sie schöner zu machen? Wo haben die Kinder schon einmal geflieste Wände oder Böden gesehen, die schön gemustert waren? Am Computer bekommen die Kinder die Gelegenheit, eine Fliesenwand ganz nach ihrem Wunsch zu gestalten. Zugang zum Lernspiel Das Lernspiel "Felia legt Fliesen" ist integriert in einen interaktiven Forschergarten, der die Kinder zu eigenständigen Entdeckungsreisen animiert. Die Figuren Tim und Juli begleiten sie dabei. Zum Spiel gelangt man über verschiedene Zugänge: Über den Button "Spiele und Wissen", wo Sie über ein Auswahlmenü einen Link zu "Felia legt Fliesen" finden. Oder Sie betreten direkt den Forschergarten und suchen ein Icon mit Felia, die vor einer alten Villa ein buntes Fliesenmuster legt (Abbildung 1, zum Vergrößern bitte anklicken). Technische Hinweise Für die Nutzung der Lernspiele auf der Kinder-Webseite muss Adobe Animation installiert sein. Aufgrund der grafischen Benutzeroberfläche kann es beim erstmaligen Öffnen der Seite zu einer längeren Ladezeit kommen. Die Dauer hängt von Ihrer Internetverbindung ab. Ist die Seite einmal geladen, ist die Navigation einfach und schnell möglich. Einführende Geschichte Wie jedes Lernspiel auf www.meine-forscherwelt.de beginnt auch "Felia legt Fliesen" mit einer kurzen Geschichte, die inhaltlich in das Spiel einführt. Das Intro kann auch übersprungen werden. SPIEL 1: Kannst du das fertig legen? Felia hat sich Muster mit dreieckigen und quadratischen Fliesen ausgedacht. Einige Fliesen hat sie auch schon verlegt - erkennen die Kinder das Muster? Ziel ist es, mit passenden Fliesen die noch vorhandenen Lücken zu schließen. Ein eingeblendetes Raster hilft den Kindern, die Fliesen richtig zu positionieren. Figuren mit Fliesen auslegen Auch Figuren sollen mit dreieckigen und quadratischen Fliesen ausgelegt werden. Welche Formen passen in die Umrisse? Als Hilfestellungen ist zu Beginn ein Raster eingeblendet. Bei höheren Levels gibt es dieses Raster nicht mehr. Auch die zu legenden Figuren werden komplizierter. SPIEL 2: Eigene Muster legen In diesem Spiel können sich die Kinder ihr eigenes Muster ausdenken. Zu Beginn wählen sie eines von drei Rastern. Je nach Raster stehen dreieckige oder quadratische Fliesen zur Auswahl, die über eine Farbpalette eingefärbt werden können. Auf Wunsch können auch eine horizontale oder vertikale Spiegelachse aktiviert werden. Wer weiß schon vorher, wie sein Muster danach aussieht? SPIEL 3: Einzelne Fliesen gestalten Im letzten Spiel gestalten die Kinder einzelne Fliesen, die sich dann automatisch auf der ganzen Wand verteilen. Zu Beginn können die Kinder wieder zwischen drei Rastern auswählen. Je nach Raster stehen ihnen dann Dreiecke oder Quadrate für die Gestaltung zur Verfügung, die sie auf Wunsch einfärben können. Sobald die Kinder eine Form in ihr Fliesenraster legen, sehen sie das Ergebnis an der Wand. Dokumente zum Ausdrucken Wer mag, kann sich am Ende von Spiel 2 und 3 seine selbst erstellten Fliesenmuster als PDF-Dokument ausdrucken. Diskussion der Erfahrungen Sammeln und diskutieren Sie die Erfahrungen der Kinder mit "Felia legt Fliesen". Wie weit sind sie gekommen? Gab es Level, die besonders knifflig waren? Im Spiel wurden ganze Wände mit ein oder zwei Formen ausgelegt. Welche Formen waren das? Warum hat man dazu wohl keine Kreise genommen? Eigene Fliesenmuster Schauen Sie sich gemeinsam die ausgedruckten Muster der Kinder an. Gibt es Muster, die sich ähnlich sind? Wie könnten diese Muster entstanden sein? Es gibt zum Beispiel Muster, in denen sich bestimmte Ausschnitte ständig wiederholen. Können die Kinder zeigen, was sich wiederholt? Nehmen Sie auch die Muster mit Spiegelachse unter die Lupe: Was macht diese Linie denn? Sind die Muster links und rechts von so einer Spiegellinie gleich oder sehen die Kinder auch Unterschiede? Lassen Sie die Kinder auch nach Mustern mit zwei Spiegelachsen suchen. Wie erkennt man die denn? Der Begriff Spiegelachse Ist der Vergleich mit dem Spiegel einmal gezogen, spricht grundsätzlich nichts dagegen, den Fachbegriff Spiegelachse einzuführen. Viele Kinder haben Freude am Lernen neuer Begriffe. Sie sollten danach regelmäßig in die Erklärungen und Beschreibungen der Kinder eingehen. Für besonders wissbegierige Kinder stehen auf der Kinder-Webseite weiterführende Lesetexte zur Verfügung. Sie sind direkt im Spiel über dem Bereich "Hilfe" zugänglich, dort gibt es einen Link "Wissen". Oder über den Knopf "Spielen & Wissen" am unteren Rand des Bildschirms. Die "Knabbertechnik" Im Spiel haben die Kinder ganze Flächen ohne Lücke mit quadratischen oder dreieckigen Fliesen ausgelegt ( Parkettierung ). Welche Form hätten die Fliesen noch haben können? Wie sehen zum Beispiel die Pflastersteine auf dem Schulweg oder der Parkettfußboden zu Hause aus? Manchmal kann man hier ganz ungewöhnliche Formen entdecken - noch ungewöhnlicher sind jedoch die Parkette oder Fliesen, die sich durch die sogenannte Knabbertechnik herstellen lassen. Lassen Sie die Kinder zunächst eine Fliesenschablone basteln. Dazu benötigen Sie nichts weiter als ein Quadrat oder Rechteck aus Pappe. Von einer Seite "knabbern" sie nun etwas ab und kleben es mit etwas Tesafilm an gegenüberliegender Seite wieder an - fertig ist die Schablone! Wer möchte, kann auch an zwei Seiten gleichzeitig knabbern. Fliesen aus buntem Papier Mit ihrer Schablone können die Kinder nun ganz viele Fliesen aus buntem Papier herstellen - zwei Farben reichen schon aus, um schöne Farbmuster zu legen. Mögliche Fortsetzung Lassen Sie die Kinder die "Knabber-Regel" auch auf andere einfache Flächenformen übertragen. Wie würden die Kinder beispielsweise bei einem Dreieck vorgehen? Teilen Sie gleichseitige (!) Papierdreiecke aus und lassen Sie die Kinder ausprobieren. Experimente mit einer Spiegelfliese Lassen Sie die Kinder mit einer Spiegelfliese ausprobieren: Wie muss ich meinen Namen auf ein Blatt Papier schreiben, damit er im Spiegel richtig zu lesen ist? Wie lässt sich ein Lineal verlängern oder verkürzen? Wie male ich ein Gesicht, das einmal fröhlich und einmal traurig guckt? Diese oder ähnliche Anregungen finden Sie übrigens auch auf der Entdeckungskarte "Spieglein, Spieglein" aus dem Kartenset für Kinder "Mathematik - Geometrie mit Fantasie", die Sie kostenfrei als PDF-Dokument auf der Webseite der Stiftung heruntergeladen können: Download Entdeckungskarte "Spieglein, Spieglein" Weitere Spiegel-Experimente Die Kinder können auch vier identische, kleine Klebezettel oder andere flache Objekte wie Legeplättchen oder Ähnliches in eine Reihe legen: Wie viele Zettel können die Mädchen und Jungen mit dem Spiegel sehen? Gelingt es ihnen, auch eine ungerade Anzahl an Zetteln zu sehen? Ein Spiegel macht es möglich, aus vier Zetteln jede Anzahl zwischen Null und Acht zu sehen. Alles vor dem Spiegel wird nämlich verdoppelt - nur eben spiegelverkehrt! Lassen Sie die Kinder ihre Spiegel-Ergebnisse zeichnerisch dokumentieren. Die Position des Spiegels, also die Spiegelachse , markieren sie wie in "Felia legt Fliesen" mit einer geraden Linie. Spiegel-Tangram Stellen Sie mit den Kindern ein eigenes Spiegel-Tangram her. Das Spiel besteht aus Quadraten und Dreiecken zum Legen, einem Handspiegel und einem Satz Karten mit spiegelsymmetrischen Mustern aus bunten Quadraten und Dreiecken. Verteilen Sie zunächst quadratische Notizzettel in zwei Farben an die Kinder. Vierteln sie diese, erhalten sie vier kleine Quadrate und ein passendes Dreieck, indem sie ein kleines Quadrat noch einmal entlang seiner Diagonalen halbieren. Spiegeln von zwei Formen Zu zweit oder in kleinen Gruppen überlegen sich die Kinder nun Spiegelmuster, die durch Spiegeln von zwei Formen entstehen können. Das ist manchmal gar nicht so einfach! Um sich das Positionieren der Formen zu erleichtern, können die Kinder einen Schaschlik-Spieß zu Hilfe nehmen, der die Spiegelachse simuliert und später wieder entfernt wird. Die fertigen Muster werden auf Kärtchen aus Kartonpapier geklebt und untereinander ausgetauscht. Erkennen die Kinder, wo sich die Spiegellinie in den Mustern befindet? Wie müssen sie die Formen vor dem Spiegel anordnen, damit das gleiche Muster wie auf dem Kärtchen entsteht? Naturwissenschaftliche, technische und mathematische Phänomene sind Teil der Erfahrungswelt von Kindern: Morgens klingelt der Wecker, die Zahncreme schäumt beim Zähneputzen, das Radio spielt Musik, der heiße Kakao dampft in der Tasse, Frühstückseier und Äpfel können vom Tisch kullern, die Butter aber nicht. Kinder wollen ihre Welt im wahrsten Sinne des Wortes "begreifen" und mehr über Naturphänomene erfahren. Diese vielfältigen Anlässe im Alltag der Kinder lassen sich auch für die pädagogische Arbeit nutzen. Die Fragen der Kinder spielen deshalb beim Forschen und Experimentieren eine zentrale Rolle. Die Bildungsinitiative "Haus der kleinen Forscher" möchte vor allem Lernfreude und Problemlösekompetenzen fördern. Dabei sollen Kinder gerade nicht nach Erwachsenenverständnis "richtige" Erklärungen für bestimmte Phänomene lernen und diese auf Abruf wiedergeben können. Vielmehr möchte die Stiftung Pädagoginnen und Pädagogen Möglichkeiten an die Hand geben, um die Kinder bei einem forschenden Entdeckungsprozess zu begleiten. Dazu gehören unter anderem das Beobachten, Vergleichen und Kategorisieren, das sich Kinder zunutze machen, um die Welt um sich herum zu erkunden. Die Stiftung "Haus der kleinen Forscher" hat folgendes Bild vom Kind. Es prägt das pädagogische Handeln und beinhaltet die Vorstellung darüber, auf welche Weise Kinder lernen: Kinder sind reich an Vorwissen und Kompetenzen. Kinder wollen von sich aus lernen. Kinder gestalten ihre Bildung und Entwicklung aktiv mit. Jedes Kind unterscheidet sich durch seine Persönlichkeit und Individualität von anderen Kindern. Kinder haben Rechte. Bildung als sozialer Prozess Bildung ist ein sozialer Prozess. Kinder lernen im Austausch mit und von anderen, durch Anregung, durch individuelle Erkundung und durch gemeinsame Reflexion. Kinder lernen nicht nur von Erwachsenen, sondern auch mit und durch Zusammenarbeit mit anderen Kindern. Der pädagogische Ansatz der Stiftung ist von den zwei pädagogischen Leitlinien Ko-Konstruktion und Metakognition geprägt. Ko-Konstruktion Ko-Konstruktion bedeutet, dass Kinder durch die Zusammenarbeit mit anderen lernen. Lernprozesse sollten grundsätzlich von Kindern und pädagogischen Fachkräften gemeinsam "konstruiert" werden. Metakognition Während der gemeinsamen Gestaltung von Bildungsprozessen kann mit den Kindern thematisiert werden, dass sie lernen, was sie lernen und wie sie lernen. Dies geschieht über die Auseinandersetzung mit den eigenen kognitiven Prozessen (Gedanken, Meinungen, Einstellungen und so weiter), also das Wissen einer lernenden Person über ihr Wissen, ihre neugewonnenen Erkenntnisse und den Weg dorthin. An das Vorwissen der Kinder anknüpfen Die pädagogischen Fachkräfte bekommen eine Vorstellung von den Vorerfahrungen und Gedankengängen der Kinder, wenn sie ihnen genau zuhören, sie beobachten und nach ihren eigenen Vermutungen fragen. Mit den Kindern sprechen Die pädagogischen Fachkräfte unterstützen die Kinder durch Dialoge, den nächsten geistigen Entwicklungsschritt zu machen. Nicht erklären, sondern (hinter-)fragen! Die Kinder zum Nachdenken anregen Wenn Kinder einmal vermeintlich "falsche" Konzepte heranziehen, zum Beispiel "Der Strom ist schwarz", dann wird daraus ersichtlich, wo das Kind gerade steht. Aufgabe ist es, Kinder bei geeigneter Gelegenheit darauf aufmerksam zu machen, dass es zum Beispiel auch weiße Kabel gibt. Die pädagogische Fachkraft bringt die Kinder auf diese Weise dazu, selbst eine neue Theorie zu entwickeln. Kindern (Frei-)Raum zum Forschen geben Auf der Internetseite der Stiftung finden Sie unter "Forschen - Pädagogik - Pädagogischer Ansatz" Tipps zur Gestaltung von Forscherräumen in der Kita, welche auch auf Grundschulen übertragbar sind. Die gemeinnützige Stiftung "Haus der kleinen Forscher" unterstützt seit 2006 pädagogische Fachkräfte dabei, den Forschergeist von Mädchen und Jungen qualifiziert zu begleiten. Die Bildungsinitiative startete zunächst mit dem Fokus auf Kindern im Kindergartenalter. Seit 2011 können auch Horte und Grundschulen beim "Haus der kleinen Forscher" mitmachen. Die pädagogischen Leitlinien gelten für beide Zielgruppen. Die Themen und Phänomene, die die Kinder interessieren, bleiben ähnlich oder dieselben - egal ob Kita-Kind, Grundschul-Kind oder große Forscherin. Allerdings nimmt die Komplexität der Inhalte zu, um sie an die Kompetenzen und das höhere Vorwissen der sechs- bis zehnjährigen Kinder anzupassen. Ältere Kinder haben eine andere Verständnisebene - aus Staunen soll Verstehen werden. In den Workshops der Stiftung erleben Pädagoginnen und Pädagogen in Horten, Grundschulen und in der Ganztagsbetreuung, wie viel Spaß Naturwissenschaften machen können und dass man zum Forschen kein Labor braucht. Die Stiftung richtet ihr Angebot an Bildungseinrichtungen mit Ganztagsangeboten, wie Grundschulen und Horte. Das Angebot ist für die Lernbegleitung von sechs- bis zehnjährigen Kindern im außerunterrichtlichen Bereich konzipiert und orientiert sich inhaltlich an den Bildungs- und Lehrplänen der Bundesländer. Fortbildungsangebote der Bildungsinitiative Alle Teilnehmer erhalten umfangreiche Unterlagen zur Pädagogik, zum NaWi-Hintergrund sowie Vorschläge und Ideen für die Umsetzung.

Diese Unterrichtseinheit zum Thema erneuerbare Energien und Wetter basiert auf dem digitalen Lernspiel "Katis Strom-O-Mat". Die Unterrichtseinheit kann gut durch reale Experimente ergänzt werden. Erneuerbare Energien tragen in immer größerem Umfang zu unserer Stromversorgung bei. Auf vielen Hausdächern finden sich Solarmodule, und wer übers Land reist, sieht häufig Windkrafträder. Gerade bei den Windrädern ist es gut zu sehen: Sie produzieren nur Strom, wenn der Wind weht. Sonst stehen sie still. Dass erneuerbare Energien vom Wetter abhängig sind, ist das Kernthema des Online-Spiels "Katis Strom-O-Mat". Die Kinder müssen die Solarmodule nach dem Sonnenstand und das Windrad entsprechend der Windrichtung ausrichten. Bei ruhigem Wetter ist das kein Problem. Aber an manchen Tagen kann einem schon schwindelig werden, so schnell ändert sich das Wetter. Erneuerbare Energien sind in zunehmendem Maße im Alltag der Kinder präsent. Daher knüpft die Unterrichtseinheit in vielen Punkten an Begegnungen und Erfahrungen der kindlichen Lebenswelt an. Nach einem einführenden Gespräch rund um das Thema "Erneuerbare Energien" können die Kinder das Lernspiel "Katis Strom-O-Mat" ausprobieren. Es macht den Kindern grundlegende Aspekte erneuerbarer Energien begreiflich und animiert sie, das Thema anhand realer Versuche abseits des Computers zu vertiefen. Arbeit mit dem Lernspiel: Virtuelle Stromerzeugung Die Kinder bedienen Katis Stromerzeugungsmaschine und sorgen dadurch für den Betrieb von Radio, Lampe, Fön und Backofen. Erneuerbare Energien erforschen abseits des Computers Das virtuelle Ausprobieren kann gut mit Forschungsaktivitäten abseits des Computers kombiniert werden. Pädagogische Leitlinien der Stiftung Begleiten und unterstützen Sie die Kinder in ihrer natürlichen Neugier an Phänomenen aus ihrem Alltag. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen, dass man mit Sonne, Wind und Wasser Strom erzeugen kann. erfahren, dass die Stromerzeugung vom Wetter abhängt. erfahren, dass verschiedene Verbraucher unterschiedlich viel Strom benötigen. lernen, dass Energie umgewandelt werden kann. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Vereinbarungen über die Nutzung der zur Verfügung stehenden Computer. Da erneuerbare Energien in zunehmendem Maß auch im Alltag präsent sind, kann gut an das Vorwissen der Kinder angeknüpft werden. Dabei sollte auf regionale Gegebenheiten Rücksicht genommen werden. Steht in der Nähe eine Windkraftanlage? Oder gibt es eine Staumauer in erreichbarer Nähe? Vielleicht gibt es ja Kinder, auf deren Zuhause Solarzellen montiert sind? Was wissen die Kinder bereits darüber? Wie würden die Kinder eine Stromerzeugungsmaschine bauen? Zugang Das Lernspiel "Katis Strom-O-Mat" ist integriert in einen interaktiven Forschergarten, der die Kinder zu eigenständigen Entdeckungsreisen animiert. Die Figuren Juli und Tim begleiten sie dabei. Zum Spiel gelangt man über verschiedene Zugänge: über das Icon mit Kati an ihrem "Strom-O-Mat" haben Sie direkten Zugang zum Spiel (Abbildung 1, zum Vergrößern bitte anklicken). Wenn Sie im Gartenkompass (Menüpunkt am unteren Rand des Bildschirms) auf "Ausprobieren" klicken, gelangen Sie zu einer Übersicht über alle Lernspiele der Seite. Dort gibt es auch einen Link zu Katis Strom-O-Mat. Technische Hinweise Für die Nutzung der Lernspiele auf der Kinder-Website muss Adobe Animation installiert sein. Aufgrund der grafischen Benutzeroberfläche kann es beim erstmaligen Öffnen der Seite zu einer längeren Ladezeit kommen. Die Dauer hängt von Ihrer Internetverbindung ab. Ist die Seite einmal geladen, ist die Navigation einfach und schnell möglich. Einführende Geschichte Wie jedes Lernspiel in der Forscherwelt, so beginnt auch Katis Strom-O-Mat mit einer Geschichte. Der Inhalt der Geschichte wird im Spiel selbst aufgegriffen und weitergeführt. Das Intro kann auch übersprungen werden. Tutorial erläutert die Bedienung Das Spiel selbst beginnt mit einem Tutorial, das Schritt für Schritt die Bedienelemente erläutert. Für die Bedienung des Strom-O-Mats stehen punktförmige Klickflächen zur Verfügung. Die Solarzellen und die Windkraftanlage können so ausgerichtet werden. Das Wasserkraftwerk lässt sich mit einem entsprechenden Klickpunkt einschalten. Angezeigt werden zudem der Sonnenstand, der sich entsprechend der Tageszeit ändert, und das Wetter in Form von ziehenden Wolken, aus denen es auch mal regnen kann. Das Wetter ändert sich ständig Nach einem einführenden Tutorial stehen den Kindern vier verschiedene Schwierigkeitsstufen zur Verfügung. Je nach Stufe ändert sich einerseits die Häufigkeit der Wetterwechsel, andererseits aber auch das Maß des benötigten Stroms. Die Kinder lernen also, dass die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien von den Wetterverhältnissen abhängt. Sie lernen auch, dass unterschiedliche Stromverbraucher (Lampe, Radio, Fön und Herd) unterschiedlich viel Strom verbrauchen. Dokumente zum Ausdrucken Wer mag, kann sich nach Abschluss von Schwierigkeitsstufe vier eine Urkunde ausdrucken und damit belegen, dass sie oder er Katis Strom-O-Mat erfolgreich beendet hat. Meinung der Kinder Sprechen Sie mit den Kindern über Katis Strom-O-Mat. Hat er so funktioniert, wie sie es erwartet haben? Was war anders? Kennt jemand Unterschiede zu echten Solarzellen, Windkraftanlagen oder Wasserkraftwerken? Welche sind das? Reduziertes Abbild der Realität Natürlich kann das Spiel die Realität nicht eins zu eins abbilden. Folgende Aspekte sollten im Anschluss thematisiert werden: Solarzellen In der Praxis gibt es nur sehr wenige Solaranlagen, die der Sonne nachgeführt werden. Dementsprechend schwankt die Stromausbeute mit dem Tagesverlauf stark. Und bei schlechtem Wetter liefern echte Solarzellen nur sehr wenig Strom. Das ist im Spiel anders, damit die Kinder leichter ihr Ziel erreichen können. Windkraftanlage Echte Windkraftanlagen richten sich automatisch in Windrichtung aus. Sie müssen also nicht von Hand nachgestellt werden, wie das im Spiel der Fall ist. Wasserkraft Natürlich kann man Wasserkraft nur nutzen, wenn es vorher geregnet hat. Aber in der Praxis ist der räumliche und zeitliche Zusammenhang nicht so eng, dass man eine Anlage einschaltet wenn es regnet. Der Niederschlag kann schon vor langer Zeit in einer ganz anderen Region gefallen sein. Zum Beispiel wenn mit einer Staumauer das Wasser gespeichert wird, das zu Beginn des Winters als Schnee in den Bergen fiel. Wetter Der Monat April ist berühmt für seine Wetter-Eskapaden. Das ist aber noch gar nichts gegen Level 4 bei Katis Strom-O-Mat, wo sich stündlich die Windrichtung und Bewölkung ändert. So wird das Spiel anspruchsvoller. Realistisch sind diese Wetterwechsel natürlich nicht. Speicherung Das Stromangebot aus erneuerbaren Energien hängt vom Wetter ab und passt nicht unbedingt zum Bedarf der Verbraucher. Wohin also mit dem Strom aus Windkraftanlagen einer windigen Nacht? Wie kann der Strom gespeichert werden? Dies ist derzeit das größte Problem beim Ausbau der erneuerbaren Energien. Pumpspeicherkraftwerke können dieses Ungleichgewicht nur zu einem kleinen Teil abpuffern. Hilfreiche Texte Im Rahmen der Nachbesprechung können folgende Texte, die sich auch in der Forscherwelt befinden, hilfreich sein. Für besonders wissbegierige Kinder stehen auf der Kinder-Website weiterführende Lesetexte zur Verfügung. Sie sind aus dem Spiel über den Link "Mehr erfahren" zugänglich. Oder über den Knopf "Gartenkompass" am unteren Rand des Bildschirms. Die Kraft der Sonne sichtbar machen Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Kraft der Sonne spürbar oder sichtbar zu machen. Am einfachsten geht es mit Solarspielzeug, bei dem der Strom der integrierten Solarzellen einen Motor antreibt. Je nachdem, was der Motor antreibt, dreht sich zum Beispiel der Rotor eines Spielzeughubschraubers oder fährt ein kleines Auto los. Muss die Solarzelle direkt auf die pralle Sonne gerichtet sein? Was passiert, wenn die Ausrichtung zur Sonne geändert wird? Und funktioniert die Solarzelle auch mit künstlichem Licht? Der Steh-auf-Luftballon Sie brauchen eine große leere Flasche. Die Flasche muss zu Beginn möglichst kalt sein. Lassen Sie die Kinder einen Luftballon über die Öffnung stülpen. So ausgestattet muss die Flasche nun in die Sonne gelegt oder gestellt werden. Die Sonnenstrahlen erwärmen die Luft in der Flasche. Dadurch dehnt sich die Luft aus. Da sich die Flasche nicht oder nur sehr gering ausdehnt, strömt die Luft in den Ballon und beginnt, ihn aufzupusten. Überlegen Sie mit den Kindern, wie dieser Effekt verstärkt werden kann. Wie kann möglichst viel Wärme eingefangen werden? Lassen Sie die Kinder mit weißem und schwarzem Papier experimentieren. Vielleicht wird jemand von selbst auf die Idee kommen, schwarzes Papier in die Flasche zu legen. Spielt die Größe der Flasche eine Rolle? Lassen Sie es die Kinder ausprobieren. Der Solar-Bräter Kleiden Sie mit den Kindern das Innere eines Brotkorbs mit Alufolie aus, stechen Sie einen langen Nagel von hinten durch die Mitte, auf den Sie dann zum Beispiel ein Stück Käse oder einen Marshmallow stecken. Richten Sie den "Solar-Bräter" nach der Sonne aus und warten Sie, bis es brutzelt. Wenn genügend Sonnenstrahlung vorhanden ist und die Ausrichtung passt, kann man zuschauen wie sich das "Bratgut" verändert. Spätestens, wenn die Kinder Katis Strom-O-Mat bedient haben, wissen sie, dass man mit Windrädern Strom erzeugen kann. Das ist bereits eine erste Lernerfahrung. Die Funktionsweise ist für Kinder im Grundschulalter allerdings sehr abstrakt. Anhand eines einfachen Modells, das die Kinder selbst basteln können, lässt sich praktische Forschung betreiben. Dadurch ergeben sich zusätzliche Lernerfahrungen: Nicht nur der Wind kann Dinge bewegen, auch das Wasser kann etwas in Bewegung setzen. Wasserräder und Wassermühlen drehen sich aufgrund der Kraft des fließenden Wassers. Dabei wird die geradlinige Bewegung des Wassers in eine Drehbewegung übersetzt. Über einen Generator kann diese Drehbewegung in Strom umgewandelt werden. Für Juli, Tim und die anderen Kinder in der virtuellen Forscherwelt ist ein Stromausfall der Anlass zur Beschäftigung mit Katis Strom-O-Mat. Auch in der Realität bietet ein Tag ohne Strom zahlreiche Gesprächs- und Handlungsanlässe. Es gibt kein elektrisches Licht, es können keine elektrischen Geräte benutzt werden und die Heizung bleibt kalt. Am eindrucksvollsten ist es, wenn für diesen Tag tatsächlich die entsprechenden Sicherungen ausgeschaltet werden - so können die Mädchen und Jungen durch eigenes Ausprobieren direkt überprüfen, welche Geräte Strom benötigen und welche nicht, und auch ein Schummeln ist ausgeschlossen. Auch wenn ein gewisser Aufwand damit verbunden ist, der Besuch von echten Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energien lohnt sich. Sicherlich steigt dadurch die Motivation zur Beschäftigung mit dem Thema. Und die Kinder bekommen eine Vorstellung von den Dimensionen echter Anlagen. Vielleicht gibt es ja auch Eltern, die eine Solaranlage auf dem eigenen Dach haben und diese gern zeigen und erläutern. Oder sie wenden sich an den regionalen Stromversorger. Viele Stadtwerke engagieren sich im Bildungsbereich und bieten Führungen an. Naturwissenschaftliche und technische Phänomene sind Teil der Erfahrungswelt von Kindern: Morgens klingelt der Wecker, die Zahncreme schäumt beim Zähneputzen, das Radio spielt Musik, der heiße Kakao dampft in der Tasse, auf dem Weg zur Schule werden blühende Blumen beobachtet, die gestern noch geschlossen waren. Kinder wollen ihre Welt im wahrsten Sinne des Wortes "begreifen" und mehr über Naturphänomene erfahren. Diese vielfältigen Anlässe im Alltag der Kinder lassen sich auch für die pädagogische Arbeit nutzen. Die Fragen der Kinder spielen deshalb beim Forschen und Experimentieren eine zentrale Rolle. Die Bildungsinitiative "Haus der kleinen Forscher" möchte vor allem Lernfreude und Problemlösekompetenzen fördern. Dabei sollen Kinder gerade nicht nach Erwachsenenverständnis "richtige" Erklärungen für bestimmte Phänomene lernen und diese auf Abruf wiedergeben können. Vielmehr möchte die Stiftung Pädagoginnen und Pädagogen Möglichkeiten an die Hand geben, um die Kinder bei einem forschenden Entdeckungsprozess zu begleiten. Dazu gehören unter anderem das Beobachten, Vergleichen und Kategorisieren, das sich Kinder zunutze machen, um die Welt um sich herum zu erkunden. Die Stiftung "Haus der kleinen Forscher" hat folgendes Bild vom Kind. Es prägt das pädagogische Handeln und beinhaltet die Vorstellung darüber, auf welche Weise Kinder lernen: Kinder sind reich an Vorwissen und Kompetenzen. Kinder wollen von sich aus lernen. Kinder gestalten ihre Bildung und Entwicklung aktiv mit. Jedes Kind unterscheidet sich durch seine Persönlichkeit und Individualität von anderen Kindern. Kinder haben Rechte. Bildung als sozialer Prozess Bildung ist ein sozialer Prozess. Kinder lernen im Austausch mit und von anderen, durch Anregung, durch individuelle Erkundung und durch gemeinsame Reflexion. Kinder lernen nicht nur von Erwachsenen, sondern auch mit und durch Zusammenarbeit mit anderen Kindern. Der pädagogische Ansatz der Stiftung ist von den zwei pädagogischen Leitlinien Ko-Konstruktion und Metakognition geprägt. Ko-Konstruktion Ko-Konstruktion bedeutet, dass Kinder durch die Zusammenarbeit mit anderen lernen. Lernprozesse sollten grundsätzlich von Kindern und pädagogischen Fachkräften gemeinsam "konstruiert" werden. Metakognition Während der gemeinsamen Gestaltung von Bildungsprozessen kann mit den Kindern thematisiert werden, dass sie lernen, was sie lernen und wie sie lernen. Dies geschieht über die Auseinandersetzung mit den eigenen kognitiven Prozessen (Gedanken, Meinungen, Einstellungen und so weiter), also das Wissen einer lernenden Person über ihr Wissen, ihre neugewonnenen Erkenntnisse und den Weg dorthin. An das Vorwissen der Kinder anknüpfen Die pädagogischen Fachkräfte bekommen eine Vorstellung von den Vorerfahrungen und Gedankengängen der Kinder, wenn sie ihnen genau zuhören, sie beobachten und nach ihren eigenen Vermutungen fragen. Mit den Kindern sprechen Die pädagogischen Fachkräfte unterstützen die Kinder durch Dialoge, den nächsten geistigen Entwicklungsschritt zu machen. Nicht erklären, sondern (hinter-)fragen! Die Kinder zum Nachdenken anregen Wenn Kinder einmal vermeintlich "falsche" Konzepte heranziehen, zum Beispiel "Der Strom ist schwarz", dann wird daraus ersichtlich, wo das Kind gerade steht. Aufgabe ist es, Kinder bei geeigneter Gelegenheit darauf aufmerksam zu machen, dass es zum Beispiel auch weiße Kabel gibt. Die pädagogische Fachkraft bringt die Kinder auf diese Weise dazu, selbst eine neue Theorie zu entwickeln. Kindern (Frei-)Raum zum Forschen geben Auf der Internetseite der Stiftung finden Sie unter "Forschen - Pädagogik - Pädagogischer Ansatz" Tipps zur Gestaltung von Forscherräumen in der Kita, welche auch auf Grundschulen übertragbar sind. Die gemeinnützige Stiftung "Haus der kleinen Forscher" unterstützt seit 2006 pädagogische Fachkräfte dabei, den Forschergeist von Mädchen und Jungen qualifiziert zu begleiten. Die Bildungsinitiative startete zunächst mit dem Fokus auf Kindern im Kindergartenalter. Seit 2011 können auch Horte und Grundschulen beim "Haus der kleinen Forscher" mitmachen. Die pädagogischen Leitlinien gelten für beide Zielgruppen. Die Themen und Phänomene, die die Kinder interessieren, bleiben ähnlich oder dieselben - egal ob Kita-Kind, Grundschul-Kind oder große Forscherin. Allerdings nimmt die Komplexität der Inhalte zu, um sie an die Kompetenzen und das höhere Vorwissen der sechs- bis zehnjährigen Kinder anzupassen. Ältere Kinder haben eine andere Verständnisebene - aus Staunen soll Verstehen werden.

In dieser bilingualen Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler Humane Papillomaviren als Auslöser von Gebärmutterhalskrebs kennen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Virusgenetik. Der zweite Teil der Einheit bietet die Möglichkeit der Auseinandersetzung mit der HPV-Impfung in englischer Sprache. Als Professor Harald zur Hausen in den 1970er Jahren postulierte, dass Viren Krebs auslösen können, da mochte ihm die Wissenschaftsgemeinde nicht folgen. Erst Jahre später setzte sich seine Theorie, dass Humane Papillomaviren (HPV) Gebärmutterhalskrebs auslösen, gegen die bis dahin herrschende Lehrmeinung durch. Gebärmutterhalskrebs (Cervixcarcinom) ist die weltweit dritthäufigste Krebserkrankung bei Frauen. Mehr als 99 Prozent der Fälle werden auf HPV-Infektionen zurückgeführt. Der Medizin-Nobelpreis im Jahre 2008 würdigte zur Hausens Hartnäckigkeit und sein wissenschaftliches Werk, mit dem er uns hilft zu verstehen, wie HPV Krebs verursachen können. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich diesen Prozess mithilfe einer Animation, die Dr. John Doorbar am National Institute for Medical Research in London entwickelte. Die Animation veranschaulicht neben Gewebeveränderungen auch, zu welchem Zeitpunkt der Infektion welche viralen Gene aktiv sind und verdeutlicht so die Effektivität viraler Strategien. HPV-Impfung - Pro und Contra Noch bevor zur Hausen den Nobelpreis erhielt, brachte die HPV-Impfung und die Diskussion darum die Humanen Papillomaviren in den Fokus der breiten deutschen Öffentlichkeit, insbesondere den weiblicher Jugendlicher und ihrer Eltern. Auch heute gehen die Meinungen auseinander, werden Argumente für und gegen eine HPV-Impfung ausgetauscht. Zurzeit wird die Impfung, die vor dem ersten Geschlechtsverkehr erfolgen sollte, für Mädchen im Alter von zwölf bis siebzehn Jahren von den Krankenkassen übernommen. In der Vorbereitung auf eine Diskussionsrunde beziehungsweise ein Beratungsgespräch in englischer Sprache setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit deutsch- und englischsprachigen Quellen zum Thema auseinander. So machen sie sich ihr eigenes Bild von den Vorteilen und Risiken der HPV-Impfung. Optional bilingual Die Unterrichtseinheit ist als bilinguales Modul konzipiert. Sie kann sowohl von einem Englischkurs, als auch von einem Biologiekurs bearbeitet werden. Der Schwerpunkt liegt jedoch auf der Auseinandersetzung mit biologischen Inhalten, so dass sich der Einsatz im Biologieunterricht anbietet. Englisch dient hier - wie auch im Forschungsalltag - als Arbeitssprache. Je nach Kursart und Kenntnissen der Schülerinnen und Schüler kann in der kompletten Sequenz Englisch gesprochen und geschrieben werden. Alternativ kann die Fremdsprache "dosiert" im Rollenspiel oder auch nur beim Lesen der Materialien gefordert sein. Fremdsprachliche und fachliche Voraussetzungen Die Lernenden sollten mit den Grundlagen der molekularen Genetik vertraut sein und fremdsprachliche Fachtexte selbstständig erschließen können. HPV-Infektion und Krebsentstehung Die Inhalte der Animation werden per Screenshot vorgestellt. Fachliche Grundlagen können im Unterrichtsgespräch (Beamerpräsentation) oder im Computerraum erarbeitet werden. Rollenspiel - Vorbereitung, Ablauf und Reflexion Nach einer fiktiven Diskussionsrunde oder einem simulierten Beratungsgespräch beim Gynäkologen entwickeln die Lernenden einen eigenen Standpunkt zur HPV-Impfung. Die Schülerinnen und Schüler können verstehen, wie Humane Papillomaviren Gebärmutterhalskrebs verursachen. erschließen sich die Aktivierung viraler Gene im Infektionsprozess. gewinnen Fachinformationen aus englischsprachigem Material. kommunizieren über eine medizinische Fragestellung in englischer Sprache. können in einem Rollenspiel verschiedene Perspektiven erarbeiten und einnehmen. entwickeln und begründen einen eigenen Standpunkt zur HPV-Impfung. Voraussetzung für die Durchführung dieser Unterrichtseinheit ist die Kenntnis der Grundlagen der molekularen Genetik. Schülerinnen und Schülern sollte der Aufbau prokaryotischer Genome sowie der Ablauf der Proteinbiosynthese bekannt sein. Darüber hinaus müssen die Lernenden bereits Vorstellungen von den grundlegenden Abläufen einer Virusinfektion und der Virusvermehrung haben. Schülerinnen und Schüler der Qualifikationsphase sind aus dem Fremdsprachenunterricht den Umgang mit englischsprachigen Texten gewohnt. Sie sollten in der Lage sein, sich einen fremdsprachlichen Fachtext selbstständig zu erschließen. Biologische Fachtexte in englischer Sprache sind aufgrund ihres Satzbaus meist gut zu verstehen. Viele der verwendeten Fachbegriffe ähneln zudem den deutschen Ausdrücken. Es werden aber immer einige - auch für das Textverständnis wesentliche - unbekannte Vokabeln auftreten. Ein routinierter Umgang mit (Online-)Wörterbüchern ist daher hilfreich. Langenscheidt e-Fachwörterbuch Biologie Englisch-Deutsch/Deutsch-Englisch; Windows 98/Me/2000/XP; ASIN: 3861172291 Langenscheidt Fachwörterbuch Kompakt Biologie Englisch; ISBN: 978-3-86117-274-1 Wörterbuch der Biologie. Deutsch-Englisch, Englisch-Deutsch; ISBN-13: 978-3827416285 Die in der Unterrichtseinheit verwendete Animation zeigt die verschiedenen Phasen der Infektion der Gebärmutterschleimhaut durch Humane Papillomaviren. Neben dem schematischen histologischen Bild vermittelt eine Darstellung des viralen Genoms einen Eindruck vom "Timing" der Genexpression im Infektionsprozess. Ein Vorgang, der in Schulbüchern zwar erwähnt wird, dem Schülerinnen und Schüler aber nur selten Bedeutung zumessen. Hier wird ihnen die Relevanz der zeitlichen Koordination der Genexpression direkt vor Augen geführt. Unterdrückung der Apoptose Durch kleine Risse in der Gebärmutterschleimhaut gelangen die HP-Viren bis zu den basalen Plattenepithelzellen und dringen in diese per Endozytose ein (Abb. 1). Das Capsid löst sich auf und die virale DNA wird in den Zellkern transportiert. Die viralen Gene E6 und E7 werden zuerst exprimiert (Abb. 2). E steht für "early". Diese frühen Genprodukte greifen in die Regulation des Zellzyklus ein und unterdrücken die Apoptose - eine Art Notfallprogramm für die Selbstzerstörung entarteter Zellen. Das E6-Genprodukt bindet an das zelluläre p53. (Die Bezeichnung bezieht sich darauf, dass es sich um ein Protein mit einem Molekulargewicht von 53 Kilodalton handelt.) Das auch als "guardian of the genome" bekannte p53 veranlasst zum Beispiel die Apoptose von Zellen mit irreparablen DNA-Schäden und ist von zentraler Bedeutung für die Initiierung der Selbstzerstörung von Zellen, die für den Organismus gefährlich werden können. Mithilfe von E6 unterdrückt das Virus diese Funktion, um sich die Zelle zunutze machen zu können. Stimulation der Zellteilung Das E6-Protein hat noch einen weiteren Angriffspunkt. Es aktiviert die zelluläre Telomerase. Dieses Enzym verlängert die Telomere eukaryotischer Chromosomen, die mit jeder Zellteilung schrumpfen. Das E6-Protein fördert somit die Teilungsfähigkeit infizierter Zellen. Eine ähnliche Wirkung besitzt das virale E7-Protein. Es bindet an eine zelluläre Bremse des Zellzyklus - das Retinoblastom- oder RB-Protein. Es ist - wie p53 - ein sogenanntes Tumorsuppressor-Protein, das unkontrolliertes Wachstum verhindern soll und dessen Funktion im Gewebe vieler Tumore gestört ist. Das RB-Protein bindet an einen zellulären Transkriptionsfaktor (E2F) und behindert so die Progression durch den Zellzyklus. E7 löst diese Bremse und forciert die Zellteilung und damit seine eigene Vermehrung. Die Kerne infizierter Zellen, in denen E6 und E7 exprimiert werden, sind in die Animation rot markiert (Abb. 2). Die infizierten Plattenepithelzellen teilen sich und wandern - geschoben von den im Rahmen der normalen Schleimhauterneuerung immer neu gebildeten Zellen - in der Epithelschicht nach oben. Ihre Tochterzellen enthalten virale DNA. In der Anfangsphase der Infektion beträgt die Anzahl an Kopien des HPV-Genoms 50 bis 100 pro Zelle. Die extrachromosomalen Plasmide werden gemeinsam mit der Wirtszellen-DNA repliziert. Wenn sich die infizierte Zelle differenziert, werden die frühen viralen Gene E1 und E2 angeschaltet (Abb. 3). Es handelt sich um DNA-bindende Proteine, die die Transkription und Replikation des viralen Genoms regulieren. E1 ist eine Helicase, E2 ein Transkriptionsfaktor. Das E4-Protein ist beteiligt an der Replikation der Viren, E5 ist ein weiteres die Wirtzelle transformierendes Protein. Zellen, in denen die "zweite Welle" der frühen Gene exprimiert werden, erscheinen in der Animation grün (Abb. 3). Kurz bevor die Zelle völlig ausdifferenziert ist, werden die viralen Gene L1 und L2 aktiviert (Abb. 4). L steht hier für "late". L1 und L2 kodieren virale Capsid-Proteine. In dieser Phase der Infektion erhöht sich die Virenlast innerhalb der Zellen drastisch. Mehrere Tausend Partikel sind nun in jeder Zelle vorhanden (grüne Zellen mit orangem Kern). Die fertig zusammengebauten Viren verlassen die Wirtszellen und können weitere Zellen befallen oder beim Geschlechtsverkehr auf den Partner übertragen werden. Bei den von den HP-Viren transformierten Zellen sind zentrale Mechanismen der Tumor-Suppression ausgeschaltet. In Kombination mit der forcierten Teilungsrate können sie sich in seltenen Fällen und über viele Zwischenstufen zu Krebszellen entwickeln. Nur wenige der mehr als 100 Typen der hüllenlosen doppelsträngigen DNA-Viren können Krebs auslösen. Meistens bleibt eine Infektion symptomfrei. Viele HP-Viren machen sich lediglich durch gewöhnliche Hautwarzen bemerkbar, etwa im Gesicht, an den Händen oder an den Füßen. Etwa 40 genitale HPV-Typen befallen jedoch vorrangig Geschlechtsteile und After und verursachen unangenehme Genital- oder Feigwarzen. Unter diesen gelten insbesondere die Typen HPV16 und HPV18 als Hochrisikotypen für die Auslösung von Karzinomen. Das Krebsrisiko wird bei einer vorliegenden Infektion von anderen Faktoren mitbestimmt. Virusträgerinnen, die rauchen und die Pille einnehmen, tragen ein höheres Risiko. HPV16 und HPV18 können nicht nur bei Frauen Krebs auslösen. Peniskarzinome treten nur sehr selten auf - in den westlichen Ländern erkrankt nur einer von 100.000 Männern daran. In 80 Prozent der Tumoren wird jedoch HPV-Erbmaterial nachgewiesen. Die knapp 500 Euro teure Impfung wird für männliche Jugendliche nicht von den Kassen übernommen. Präsentation im Fachraum oder Einsatz im Computerraum Die Simulation kann von der Lehrperson via Beamer dem kompletten Kurs vorgeführt werden. Sie dient dann als Grundlage des Unterrichtsgesprächs. Alternativ können Schülerinnen und Schüler selbstständig am Computer mit der Simulation arbeiten. Der Arbeitsauftrag könnte zum Beispiel lauten: "Beschreiben Sie die Entstehung von Gebärmutterhalskrebs./Describe the development of cervical cancer." Die Beobachtungen sollen in schriftlicher Form festgehalten werden. Tasten-Steuerung Die Steuerung kann über die Tastatur des Computers erfolgen. Die Simulation wird zunächst mit der Taste p gestartet. Mit der Taste s kann die Darstellung jederzeit gestoppt und mit p wieder gestartet werden. Per Druck auf die Taste f springt die Animation zur nächsten Szene. Menü-Steuerung Die zweite Steuermöglichkeit ist ein "roll-over-pull-down-menu". Dieses öffnet sich, wenn man mit dem Mauszeiger über den Titel der Szene fährt. Durch Scrollen und Anklicken der entsprechenden Menüpunkte kann eine bestimmte Szene ausgewählt werden. Steuerung der Online-Animation über "Ampel" Eine weitere Steuerungsmöglichkeit der Online-Animation sind "Ampel"-Buttons in der Animation. Durch Drücken des grünen Buttons startet die Animation. Der rote Button stoppt sie. Mit dem blauen Button springt man nach einer Pause der Animation in die folgende Sequenz. Der orange Button erscheint am Ende der Animation. Mit ihm kehrt man zum Animationsstart zurück. Förderung kommunikativer und sozialer Kompetenzen Rollenspiele können im Unterricht vielfältig eingesetzt werden. Zumeist dienen sie der Vertiefung und Sicherung des zuvor Gelernten. Diesen Zweck soll das Rollenspiel auch in dieser Unterrichtseinheit erfüllen. Im bilingualen Unterricht kommt ihm eine herausragende Funktion und Bedeutung zu, da es insbesondere die kommunikativen Kompetenzen in der Fremdsprache durch wiederholte Sprechbeiträge fördert. Training der Diskussionsfertigkeiten Das Rollenspiel entspricht dem Anspruch des handlungsorientierten Unterrichts. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten selbstständig und aktiv die verschiedenen Positionen. Dabei lernen sie, Perspektiven und Standpunkte zu vertreten, die nicht unbedingt ihre eigenen sind. Dies stärkt nach vermehrter Übung die Diskussionsfertigkeiten der Lernenden. Stärkung der Auseinandersetzung mit der Thematik Die Identifikation der Schülerinnen und Schüler mit einer Rolle intensiviert die Beschäftigung mit dem Thema. Webseiten, auf denen die Lernenden recherchieren können, finden Sie unter HPV und HPV-Impfung . In dem Rollenspiel "HPV-vaccination - hazard or mercy" veranstaltet die fiktive Jugendzeitschrift "Cosmo teen" eine Gesprächsrunde zum Für und Wider einer HPV-Impfung. An der Diskussion nehmen teil: eine 14- und eine 16-jährige Leserin der Zeitschrift eine Gynäkologin oder ein Gynäkologe eine Kinderärztin oder ein Kinderarzt, die/der sich gegen die Impfung ausspricht eine Mutter oder ein Vater der Hersteller eines der Impfstoffe ein Vertreter des Paul-Ehrlich-Instituts (zuständig für die Zulassung von biomedizinischen Arzneimitteln) Varinante 2: HPV-Impfung - Aufklärungsgespräch beim Frauenarzt Eine weniger umfangreiche Variante des Rollenspiels ist der Besuch eines 15-jährigen englischsprachigen Mädchens mit ihrer Mutter oder ihrem Vater bei einem Gynäkologen in Deutschland. Die Tochter hat aus dem Fernsehen und aus der Zeitung schon einiges über die HPV-Impfung erfahren und möchte sich nun über Nutzen und mögliche Risiken der Impfung vom Arzt aufklären lassen. Zur Unterstützung der Authentizität sollte der Klassenraum für das Rollenspiel dekoriert werden. Die Dekoration kann zum Beispiel einem Fernsehstudio oder einem Arztbüro nachempfunden werden. Alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Diskussion finden an ihrem Platz ein Namensschild mit der Angabe von Namen und Funktion vor. Dies erleichtert die Orientierung der "Zuschauer" und der Redner untereinander. Bei entsprechender technischer Ausstattung sollte das Rollenspiel von einem "TV-Team" aufgenommen werden. Dies schafft nicht nur Atmosphäre, sondern erlaubt auch in der Evaluation des Rollenspiels eine Videoanalyse. Die Rollen werden in Gruppen von drei bis fünf Schülerinnen und Schülern erarbeitet. Argumente werden gemeinsam gesucht und die Rolle intensiv ausgearbeitet. Innerhalb der Gruppe wird dann festgelegt, welche Person die Rolle im Rollenspiel übernehmen wird. Reflexion des Rollenspiels Als Abschluss der Unterrichtseinheit soll jede Schülerin und jeder Schüler einen kurzen Artikel für die Jugendzeitschrift "Cosmo teen" verfassen. Dabei soll es neben einer rein sachlichen Darstellung der Fakten auch um eine persönliche Bewertung und Stellungnahme gehen. Die verschiedenen im Rollenspiel dargestellten Positionen werden auf diese Weise von allen Lernenden individuell reflektiert. Wird die zweite (kleine) Rollenspielvariante gewählt, können die Schülerinnen und Schüler einen Brief an eine Freundin mit ihren Gedanken zur HPV-Impfung als Reflektion des Arztgesprächs verfassen. Das Schreiben der Texte kann in Hausarbeit erfolgen. Ob die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse anschließend vorstellen und diskutieren, sollte ihnen frei gestellt werden. Die Animationen wurden für die Unterrichtseinheit freundlicherweise von Dr. John Doorbar und dem National Institute for Medical Research als Download-Material zur Verfügung gestellt. Dr. Joe Brock, ebenfalls vom National Institute for Medical Research, nahm die dafür notwendigen technischen Anpassungen vor. Alternativ kann die Online-Animation auf der Webseite der Universität Bristol verwendet werden (siehe HPV und HPV-Impfung ).

Der Jugendroman "The Carbon Diaries 2015", der geprägt ist von der Rationierung des persönlichen CO2-Verbrauchs jedes einzelnen Menschen, dreht sich um den Alltag einer 15-Jährigen Britin. Dieses Unterrichtsmaterial greift das aktuelle Thema im Unterricht auf und bietet dazu multimediale Aufgabenstellungen.In "The Carbon Diaries 2015" berichtet die 15-Jährige Protagonistin Laura von ihrem Leben im von Umwelt-Katastrophen erschütterten Großbritannien. Sie schildert ihren bedrückenden Alltag und den immer präsenten Gegensatz zwischen realen Bedrohungen und dem Bedürfnis nach einem unbeschwerten Teenager-Leben. Unterschiedliche Methoden und Sozialformen sowie Online-Arbeit unterstützen in dieser Unterrichtseinheit die in den Lehrplänen geforderte Durchnahme und Analyse eines zeitgenössischen britischen Jugendromans zu einem immer aktueller werdenden Thema. Hintergrundinformationen zum Roman Aufgrund des Klimawandels hat Großbritannien als erste Nation in Europa den CO-Verbrauch rationiert. Laura, die Protagonistin, schildert in eindrucksvoller und sehr persönlicher Weise das erste Jahr der Rationierung und wie ihre Familie langsam die Kontrolle über ihr Leben verliert. Klassische Literaturarbeit und fächerübergreifendes Arbeiten In der vorliegenden Unterrichtseinheit sollen die Lernenden mithilfe verschiedener Methoden und Sozialformen einen modernen Jugendroman im Original erarbeiten. Ausgehend von den klassischen Voraussetzungen der Literaturarbeit wie Charaktere, Sprache, Personenkonstellationen und Erzählperspektive werden im literaturtheoretischen Teil unter anderem auch Stilmittel und Slang behandelt. Des Weiteren debattieren die Schülerinnen und Schüler, setzen in kreativer Arbeit Prosa in Drama um und arbeiten im Rahmen eines WebQuests fächerübergreifend mit Geographie. Vor dem Beginn der Einheit sollten die Lernenden die Kapitel January bis May (p. 151) gelesen haben. Nicht immer ist eine Hausaufgabe angegeben, das Buch sollte bis zum Beginn der fünften Stunde komplett gelesen sein. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Carbon Diaries" Der Ablauf der Unterrichtseinheit "The Carbon Diaries 2015" sowie die Arbeitsmaterialien werden hier kurz und verständlich erklärt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lesen und verstehen einen englischsprachigen Roman im Original. schulen ihre Leseverstehenskompetenz und kommunikative Kompetenz. erweitern und wenden die Grundbegriffe der literarischen Analyse an. wandeln Prosa kreativ in Theater um. erweitern ihre Hörverstehenskompetenz. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erstellen eine PowerPoint-Präsentation zum Thema. bearbeiten online einen WebQuest und erweitern dabei ihre Recherche-Kompetenzen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werden zum selbstständigen Arbeiten geführt. erproben das kooperative Lernen. lernen, strukturiert und nach Anleitung selbstständig kreativ zu werden. erweitern ihre Fähigkeit zum Debattieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, im Gruppenentscheidungsprozess ein gemeinsames Ziel zu erreichen. erarbeiten Ergebnisse innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens. gehen mit den verschiedenen Leistungsfähigkeiten ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler um. Einstieg ins Buch Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich zunächst mit der Situation in Großbritannien, die zu Anfang des Buches geschildert wird. Dazu lesen sie das newspaper clipping auf der ersten Seite und betrachten die Karte von London auf Arbeitsblatt 1. Die Eindrücke können anschließend im Unterrichtsgespräch besprochen werden. Partnerarbeit und Hausaufgabe Anschließend wird der Abschnitt "Sat, Jan 3rd" laut in der Klasse vorgelesen. Es folgen zwei Aufgabenstellungen, die die Lernenden in Partnerarbeit durchführen: "Make a list of the effects of Carbon rationing on the family members' lives!", "Compare the situation to your own everyday lives! Take notes!" An der Tafel werden die erarbeiteten Ergebnisse gesichert. Hausaufgabe nach der ersten Stunde: "Mark important incidents outside the Brown family's flat in the map and continue doing so while reading on. Read June and July!" (Stunde 1 und 2 können auch als Doppelstunde durchgeführt werden). Charakterisierung In Stunde zwei wird die Klasse in circa zehn Kleingruppen aufgeteilt. Jede Gruppe arbeitet mit dem Buch und erstellt eine Charakterisierung der einzelnen Protagonisten/Personen (Laura Brown, Kim Brown, Julia Brown, Mum, Nick Brown, Dad, Kieran, Adisa, Claire Connor, Arthur, Ravi Datta, The Neighbours). Danach notieren die Gruppenmitglieder ihre Notizen auf einer Folie und stellen diese im Plenum vor. Im Unterrichtsgespräch können die Ergebnisse anschließend ergänzt werden. Musterlösungen finden Sie auf Arbeitsblatt 2, das hinter Login zur Verfügung steht. Beziehungsgeflecht Anschließend wird im Unterrichtsgespräch ein Beziehungs-/Nähe-Geflecht erstellt. Die Sicherung erfolgt auf einem Arbeitsblatt beziehungsweise einer Folie. Narrator Zum Einstieg in die dritte Unterrichtsstunde kann die Lehrkraft umgeschriebene Teile des Tagebuchromans mit veränderter Erzählperspektive oder anderem Tagebuchautor präsentieren und so zur Klärung des Begriffs "narrator" überleiten (What does a narrator do? Who does he tell his story to? What kind of narrator do we have in the novel?). In Form einer Tafelanschrift können die wichtigsten Eckpunkte festgehalten werden. Die nächste Aufgabe lösen die Schülerinnen und Schüler in Form eines Think/Pair/Share (work on your own (2 Min), discuss your results with your partner (1 Min)): "Think about how a first-person narrator is limited and the effects that has on the narratee. Take notes!" Die Ergebnisse werden im Plenum besprochen und schließlich als Tafelanschrieb gesichert (Arbeitsblatt 8). Narrative Techniques Im nächsten Schritt werden die erzählerischen Mittel des narrators behandelt. Dies kann als Lehrervortrag oder im Unterrichtsgespräch unter Verwendung von Arbeitsblatt 5 als Folie erfolgen (How can we know what Laura thinks?, How do characters in the story communicate?). Nun bearbeiten die Schülerinnen und Schüler in Partnerarbeit anhand des jetzt auszuteilenden Arbeitsblatts (5) die unterschiedlichen Kommunikationsebenen im Text. Dabei verwenden sie unterschiedliche Farben. Eine Musterlösung steht Lehrkräften in Arbeitsblatt 6 zur Verfügung. Communication Levels Zu den verschiedenen communication levels wird Folie 7 aufgelegt (Arbeitsblatt 7). Die Sicherung der Beispiele, die im Unterrichtsgespräch zu den Kommunikationsebenen gesammelt werden, erfolgt direkt auf der Folie. Im Anschluss stellen die Schülerinnen und Schüler die Textstelle szenisch dar. Dabei werden mehrere Namensschilder benötigt, die die Lernenden umhängen können und die von allen lesbar sind (zum Beispiel Din A4-Blätter mit Schnur, Beschriftung "Laura (narrator)", "Laura (inner voice)", et cetera). Sind die Rollen verteilt, liest jede Darstellerin und jeder Darsteller seinen entsprechenden Teil vor. Folgende Rollen sind in dem Textausschnitt vorhanden: Laura (narrator): richtet sich an die Klasse Laura (character, inner voice): steht hinter Laura (character) und spricht als innere Stimme zu ihr Laura (character), Mum (character), man on TV (character): sprechen jeweils zueinander Hausaufgabe Entweder die Schülerinnen und Schüler suchen anhand einer weiteren Textstelle die drei Kommunikationsebenen heraus oder sie schreiben die behandelte Textstelle als third-person-narrator um. Read August and September! Characteristics of a Diary In der vierten Stunde steht die Untersuchung von Slang und Stilmitteln, auch mithilfe des Audiobooks, im Fokus. Grundlage der Arbeit sind November 5th und November 6th, die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht gelesen wurden. Die beiden Textausschnitte stehen in Arbeitsblatt 9 nochmals zum Ausdrucken zur Verfügung. Die zentrale Fragestellung lautet: "What are the typical characteristics of a diary?" (zum Beispiel: talking to oneself, short sentences, slang, colloquialisms, wrong grammar/language mistakes/incomplete sentences, content not always coherent/cohesive, subjective view) Listening Comprehension Es folgt eine Hörverstehensübung mithilfe des Audiobooks mit einem sich anschließenden cloze test (Lückentext), den Sie in Arbeitsblatt 10 finden. Stylistic Devices Für eine Phase der Stillarbeit erhalten die Schülerinnen und Schüler anschließend folgende Aufgabe: "Find examples of the typical characteristics and find some stylistic devices (imagery)!" Beispiele für Slang: thruh; Like that is going to …; damndest; cos; D'you; Nah; dunno; gonna. Beispiele für unvollständige Sätze und Wörter: Can't; At a very delicate … Außerdem können Metaphern, Vergleiche, Sarkasmus, Personifikationen und weitere Stilmittel im Text identifiziert werden (Time flies, Like a mad scientist, like a dead Body et cetera). Zu Hause sollen die Schülerinnen und Schüler das Buch zu Ende lesen. Gruppenarbeit zu Maßnahmen der Regierung Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine leere Tabelle (zu entnehmen aus Arbeitsblatt 11), in die sie Maßnahmen der Regierung eintragen. Um diese zu erarbeiten, wird die Klasse in zwei Gruppen aufgeteilt. Gruppe A erarbeitet January bis May, Gruppe B June bis December. Die Sicherung erfolgt auf einem Arbeitsblatt oder auf Folie (eine Musterlösung steht Lehrkräften ebenfalls in Arbeitsblatt 11 zur Verfügung). Hausaufgabe Die Aufgabenstellung für zu Hause lautet: "Search the internet, find a recent article about saving energy!". Die Ergebnisse dieser Internetrecherche dienen dem Aufbau von Hintergrundwissen, das die Lernenden in den nächsten Stunden zur Lektüre nutzen können. In Stunde 6 bereiten die Schülerinnen und Schüler eine Debatte vor. Dazu wird die Klasse nach Möglichkeit in sechs Gruppen aufgeteilt, je drei mal Repräsentanten der Bevölkerung und drei mal Vertreter der Regierung. Die Gruppen sollten möglichst nach der Think-Pair-Share Methode arbeiten zu folgenden Überthemen: The Carbon Rationing Act, Water Regulations, The Complete Ban on Civilian Movement (see Dec 5th). Jeder Gruppe stehen zehn bis 15 Minuten Vorbereitungszeit zur Verfügung, danach folgt die Debatte. Allgemeine Situation in Großbritannien Der Einstieg in diese Stunde erfolgt mit der Besprechung der allgemeinen Klimabedingungen, die im Buch geschildert werden und der Situation in Großbritannien am Anfang des Buches. Außerdem wird den Lernenden die Frage gestellt, was im Jahr 2014 im Buch passiert ist. Ein Sicherung erfolgt in Form einer Tafelanschrift. Chain of Events Im Anschluss werden die Ereignisse und Naturkatastrophen (chain of events) in Partnerarbeit aufgelistet und die Ergebnisse auf Folie gesichert. Drei Abschnitte können auf die Paare verteilt werden: January - April, May - August, September - December. Der Vortrag ausgewählter Teams mithilfe der Folie schließt die Aufgabe ab. Einen Erwartungshorizont finden Lehrkräfte in Arbeitsblatt 12. Hausaufgabe Als Hausaufgabe sollen die Schülerinnen und Schüler selbst einen Tagebucheintrag schreiben, in dem sie sich vorstellen, in dem im Buch beschriebenen London zu leben: "Imagine you're living in the London described in the book! Write a diary entry for November 2nd 2015." WebQuest in Partnerarbeit Bezugnehmend zur letzten Stunde machen die Schülerinnen und Schüler nun eine Webrecherche zur Umweltsituation und vergleichen ihre Ergebnisse mit der im Buch dargestellten Situation. Es folgt eine Partnerarbeit zu drei verschiedenen Bereichen zum Thema "Changes in nature/Environment": A - the past 30 years in Britain, B - the situation today, C - future prospects. Für ihre Recherche haben die Lernenden eine Stunde Zeit. Die Ergebnisse werden notiert und für einen Vortrag auf Folie kopiert oder als PowerPoint-Präsentation vorbereitet. Presentation Im zweiten Teil der Doppelstunde folgt der Vortag der Ergebnisse durch die Schülerinnen und Schüler. Dabei liegt der Fokus auf dem Vergleich mit der Situation im Buch und der Frage, wie realistisch das im Buch beschriebene Szenario tatsächlich ist. Arbeit in Gruppen Um die Szenen des Romans tiefer durchdringen zu können, sollen die Schülerinnen und Schüler einige Szenen umschreiben und szenisch darstellen. Es ist wichtig, den Lernenden klar zu machen, dass es im Theater keinen Erzähler gibt, sondern dass Vorkommnisse in Dialoge umgeschrieben und ergänzt werden müssen. Ebenso sollten die Protagonisten über eventuelle Requisiten und Bühnenanweisungen nachdenken. Die Lehrkraft teilt die Klasse in drei größere oder sechs kleinere Gruppen auf und verteilt jedes Thema doppelt. Arbeitsanweisung und Themen In groups, turn the text into a scene from a play, including stage directions and equipment. Include monologues if necessary! It has to be real theatre, so there is no narrator! Beforehand, write a short summary of the plot to tell the audience what happened before your scene! Drei Tage aus dem Buch werden den Gruppen zugeteilt: Fri, March 6th/Wed, May 6th/Wed, Sep 2nd. Da das Vorspielen erfahrungsgemäß relativ schnell geht, kann ein Großteil der Stunde für die Erarbeitung aufgewendet werden. Entwicklung der Charaktere Zum Abschluss der Einheit greifen die Lernenden noch mal auf das character sheet aus der zweiten Stunde zurück (AB 3 eventuell noch mal leer austeilen). In Partnerarbeit werden folgenden Fragen bearbeitet: Inwiefern haben sich Beziehungen und Personen verändert? Sind neue wesentliche Personen dazugekommen? Die Sicherung erfolgt auf einer Folie. Eine Musterlösung für das Beziehungsgeflecht "After" finden Sie in Arbeitsblatt 13. Abschluss Schließlich stellt die Lehrkraft die Frage, ob den Schülerinnen und Schülern das Buch gefallen hat. In Stillarbeit notieren die Lernenden, was ihnen gefallen hat und was sie weniger mochten. Es folgt eine Diskussion dazu im Plenum, auch hinsichtlich der Frage, ob ein solches Szenario realistisch ist. Als Hausaufgabe sollen die Schülerinnen und Schüler eine Rezension zum Buch auf Amazon.de verfassen. Auf diese Weise findet die Einheit einen Abschluss und die Ergebnisse der letzten Reflexion werden verfestigt.

Die Unterrichtseinheit "Die Entwicklung der innerdeutschen Grenze" beschäftigt sich mit der deutschen Teilung. Über vierzig Jahre lang existierten zwei deutsche Staaten in Europa – dass es überhaupt zu ihrer Gründung kam und die Trennung so lange andauerte, kann nur vor dem Hintergrund internationaler Entwicklungen erklärt werden.Der Kalte Krieg trennte die Welt vierzig Jahre lang in zwei Blöcke. Die Grenzen dieses globalen Konflikts, der vom politischen wie ideologischen Gegensatz zwischen den USA und der Sowjetunion (SU) dominiert wurde, verliefen mitten durch Deutschland und mitten durch die Stadt Berlin. Die deutsch-deutsche Frage war somit untrennbar mit den außenpolitischen Ambitionen der beiden Großmächte verknüpft: Deutsch-deutsche Angelegenheiten waren nie auf den nationalen Rahmen begrenzt, sie konnten die internationale Politik stark beeinflussen. Umgekehrt hatten Entscheidungen auf dem internationalen Parkett Auswirkungen auf das deutsch-deutsche Verhältnis. Wie diese Wechselwirkungen zwischen dem West- und dem Ostblock mehr als vier Jahrzehnte lang ausgesehen haben, soll von den Schülerinnen und Schülern in dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Die Entwicklung der innerdeutschen Grenze" erarbeitet werden. Die Blockkonfrontation... Wer verstehen will, warum Deutschland über vierzig Jahre lang geteilt war und zwei deutsche Staaten parallel existierten, muss sich unweigerlich mit der Blockkonfrontation zwischen Ost und West, Kommunismus und Demokratie, Planwirtschaft und freier Marktwirtschaft beschäftigen. Deutschland, das von den Alliierten besetzt war, geriet zunehmend unter den politischen und ideologischen Einfluss der jeweiligen Besatzungsmächte, teils als passiver Beobachter, teils aber auch als aktiv Handelnder. Die politischen und ideologischen Einflüsse führten schließlich zur deutschen Teilung. ... und ihre Folgen für die Deutschen in Ost und West Bei der Teilung und Entstehung zweier deutschen Staaten blieb es jedoch nicht. Die Blockkonfrontation bewirkte eine immer größere Kluft auch zwischen der BRD und DDR und führte schließlich zu einer hermetischen Abriegelung der innerdeutschen Grenze. Familien wurden auseinandergerissen und teilweise ganze Dörfer in der DDR umgesiedelt, um deren Bewohner nicht unter "feindlichen Einfluss" geraten zu lassen. Das Ringen um eine schrittweise Annäherung und friedliche Überwindung der Teilung zählt zum heutigen kulturellen Grundverständnis und zur Identität Deutschlands und sollte daher mit Schülerinnen und Schülern erarbeitet werden. Didaktisch-methodische Hinweise zur Unterrichtseinheit "Innerdeutsche Grenze" Die Unterrichtseinheit macht deutlich, dass die deutsch-deutschen und die internationalen Entwicklungen im Kalten Krieg eng miteinander verwoben waren. Inhaltliche Aspekte zur Unterrichtseinheit "Innerdeutsche Grenze" Der Weg zur doppelten Staatsgründung Bereits kurz nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges zerbrach die sogenannte Anti-Hitler-Koalition bestehend aus Frankreich, Großbritannien, den USA und der Sowjetunion. Gegenseitiges Misstrauen und Unverständnis für die jeweilige Deutschlandpolitik sowie die Unfähigkeit, das Potsdamer Abkommen einheitlich umzusetzen, führten zu einem Auseinanderbrechen der vier Mächte. Am 12. März 1947 verkündete der US-Präsident Harry Truman die Politik der Eindämmung ("containment") gegenüber der Sowjetunion (SU). Diese Politik wirkte sich auf Deutschland unmittelbar aus, da durch den sogenannten Marshallplan, ein Programm zur Förderung der europäischen Wirtschaft, die Ausbreitung des Kommunismus in Mitteleuropa verhindert werden sollte. Hierfür war schließlich eine Währungsreform in den Westsektoren nötig, die die Berlin-Blockade seitens der SU auslöste. Inhaltlicher Überblick zur Unterrichtseinheit "Innerdeutsche Grenze" In der Unterrichtseinheit werden die komplexen Entwicklungen nach 1945 auf internationaler wie auch auf nationaler Ebene erarbeitet und aufeinander bezogen. Fachkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten die Schritte zur deutschen Teilung, diskutieren die Zwangsläufigkeit der Entwicklung und erörtern mögliche Handlungsalternativen. erläutern Momente der Konfrontation und Entspannung zwischen den USA und der Sowjetunion (SU). beurteilen die Rolle der beiden deutschen Staaten, indem sie der Frage nachgehen, ob BRD und DDR lediglich einen passiven oder einen aktiven Part in der Entwicklung einnahmen. identifizieren Phasen der Annäherung und Abgrenzung in der deutsch-deutschen Entwicklung und erklären die Hintergründe, indem sie Bezüge zur internationalen Entwicklung herstellen. beurteilen die Folgen der Entspannungspolitik für die Wiedervereinigung Deutschlands. erarbeiten unterschiedliche Phasen der Grenzsicherung und erläutern diese vor dem Hintergrund der internationalen und nationalen Entwicklung. erläutern anhand eines Fallbeispiels die Hauptaufgabe der DDR-Sperranlagen und hinterfragen ihre Bezeichnung als "antifaschistischen Schutzwall". erarbeiten die Auswirkungen von Zwangsumsiedlungen grenznaher Siedlungen und differenzieren diese in verschiedene Kategorien. reflektieren mögliche Wahrnehmungen und Emotionen ost- und westdeutscher Bürger in Bezug auf die innerdeutsche Grenze. diskutieren angemessene Formen der Erinnerung an die innerdeutsche Grenze. erarbeiten die grundlegenden Bestimmungen für den Reise- und Transitverkehr. beurteilen die deutsch-deutschen Verträge im Hinblick auf aus ihnen resultierende Verbesserungen für den Reise- und Transitverkehr. erläutern die Funktion von ehemaligen Grenzübergangsstellen anhand eines Fallbeispiels. gestalten einen themengebundenen Rundgang durch eine Gedenkstätte zur deutschen Teilung. Medienkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler erstellen einen Zeitstrahl und ordnen die Ereignisse entsprechend einer Temperaturkurve an. nutzen eine Posterausstellung zur Präsentation und Diskussion ihrer Ergebnisse. gestalten eine eigene Webseite informativ und übersichtlich. führen eine Internetrecherche durch, beurteilen die Qualität von Webseiten und wählen geeignete Webseiten zur Informationsentnahme aus. gestalten ein Wiki, indem sie eigene Texte schreiben sowie Verbesserungen für fremde Textpassagen entwickeln, fehlerhafte Informationen verbessern und fehlende Informationen ergänzen. Delius, Friedrich/ Lapp, Peter Transit Westberlin, 2. Auflage, Berlin 2000. Ritter, Jürgen/ Lapp, Peter Die Grenze. Ein deutsches Bauwerk, 7. aktualisierte und erweiterte Auflage, Berlin 2009. Walther, Achim Die eisige Nacht. Die innerdeutsche Grenze bei Hötensleben, Offleben und Schöningen 1952-1990, Halle 2010. Ulrich, Maren Geteilte Ansichten. Erinnerungslandschaft deutsch-deutsche Grenze, Berlin 2006. Der Weg zur doppelten Staatsgründung Bereits kurz nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges zerbrach die sogenannte Anti-Hitler-Koalition bestehend aus Frankreich, Großbritannien, den USA und der Sowjetunion. Gegenseitiges Misstrauen und Unverständnis für die jeweilige Deutschlandpolitik sowie die Unfähigkeit, das Potsdamer Abkommen einheitlich umzusetzen, führten zu einem Auseinanderbrechen der vier Mächte. Am 12. März 1947 verkündete der US-Präsident Harry Truman die Politik der Eindämmung ("containment") gegenüber der Sowjetunion (SU). Diese Politik wirkte sich auf Deutschland unmittelbar aus, da durch den sogenannten Marshallplan, ein Programm zur Förderung der europäischen Wirtschaft, die Ausbreitung des Kommunismus in Mitteleuropa verhindert werden sollte. Hierfür war schließlich eine Währungsreform in den Westsektoren nötig, die die Berlin-Blockade seitens der SU auslöste. "Zwischen den Fronten" von USA und UdSSR Durch die Blockade wollte die UdSSR die Westmächte zwingen, ihren auf der Londoner Sechsmächtekonferenz im Frühjahr 1948 gefassten Beschluss zur Errichtung eines westdeutschen Teilstaates aufzugeben. Die sowjetische Politik schlug jedoch fehl und trug nur zu einer Stärkung des Antikommunismus in Westdeutschland bei. Die Berlin-Blockade scheiterte nach fast einem Jahr im Mai 1949 an der Luftbrücke und dem Widerstandswillen der West-Berliner. Deutschland war somit "zwischen die Fronten" geraten, die Konfrontation zwischen Ost und West schritt weiter voran und führte schließlich zur doppelten Staatsgründung von 1949. Blockintegration Auch nach der Gründung von BRD und DDR verfolgten die beiden deutschen Staaten unterschiedliche Wege. Die Außenpolitik der Bundesrepublik Deutschland (BRD) hatte unter Konrad Adenauer von Anfang an eine klare Richtung: Ein dichtes Netz von Abkommen und Verträgen sollte die BRD als verlässlichen und unentbehrlichen Partner in die westliche Staatenwelt einbinden. Im Gegenzug sollte Schritt für Schritt ihr Entscheidungsspielraum vergrößert und die Souveränität erreicht werden. Die Sicherung der Freiheit durch die Westintegration besaß für Adenauer Vorrang vor einer möglichen Wiedervereinigung. Auf der anderen Seite schritt die "Ostbindung" der DDR durch die Mitgliedschaft in der Comecon (oder im Warschauer Pakt) weiter voran. Eine deutsche Wiedervereinigung rückte in weite Ferne, der Kalte Krieg hinterließ vor allem in Deutschland seine Spuren. Wandel durch Annäherung Die Eiszeit zwischen den beiden deutschen Staaten wurde vor dem Hintergrund einer globalen Entspannung erst Ende der sechziger Jahre durch eine neue Ostpolitik gebrochen. Die sozial-liberale Koalition der BRD versuchte ab 1969 unter dem Schlagwort "Wandel durch Annäherung" mehr Vertrauen zwischen Ost und West herzustellen. Dazu dienten der Moskauer und der Warschauer Vertrag (1970) sowie der Grundlagenvertrag (1972). Im Rahmen dieser Entspannungspolitik wurde schließlich auch der "Eiserne Vorhang" etwas durchlässiger, der Wandel durch Annäherung brachte spürbare Verbesserungen im Reise- und Transitverkehr mit sich. Fall des "Eisernen Vorhangs" Schließlich war es auch eine Änderung der Reiseregelungen für Bürgerinnen und Bürger der DDR, ausgelöst vor allem durch eine hohe Ausreisewelle Ende der 1980er Jahre sowie die zunehmende Protestbewegung in der DDR, die die innerdeutsche Grenze öffnete: Am 9. November 1989 traten die neuen Bestimmungen "sofort, unverzüglich" in Kraft - der Eiserne Vorhang öffnete sich. Ost-West-Konfrontation und innerdeutsches Verhältnis In der Unterrichtseinheit werden die komplexen Entwicklungen nach 1945 auf internationaler wie auch auf nationaler Ebene erarbeitet und aufeinander bezogen. Hierbei wird unter anderem die schwierige Frage erörtert, ob die beiden deutschen Staaten nur ein "Spielball" der Mächtigen waren oder die Entwicklungen selbst vorantrieben. Dabei behandeln die Schülerinnen und Schüler zunächst die Entstehung der Blockkonfrontation sowie wichtige Ereignisse des Kalten Krieges auf internationaler Ebene und ziehen daraus Rückschlüsse, welche Auswirkungen die Ereignisse auf die innerdeutsche Entwicklung hatten. Schließlich erfolgt eine lokale Betrachtung, indem sie Bezüge zum Grenzdenkmal Hötensleben (als Ort der Grenze) sowie zur ehemaligen Grenzübergangsstelle Marienborn (als "Bollwerk" gegen den Westen) herstellen. Die Wiedervereinigung in der Erinnerungskultur Reisen in oder durch die DDR waren in Zeiten des Kalten Krieges mit einschüchternden Kontrollen verbunden. Reisen aus der DDR für DDR-Bürger waren für Jahrzehnte nahezu unmöglich. Daran wird in Form von Gedenktafeln, Feiertagen, Zeitungsberichten oder Spielfilmen erinnert - der deutschen Teilung und Wiedervereinigung kommt somit eine hohe geschichtskulturelle Bedeutung zu, und sie begegnet Schülerinnen und Schülern in ihrer alltäglichen Lebensumwelt häufig. Die persönliche Dimension Ebenso dürfte die Erinnerung in vielen Familien auch eine persönliche Relevanz besitzen, da viele Familien in Ost und West von der Schaffung der innerdeutschen Grenze betroffen waren. Vielen ist jedoch nicht bewusst, dass die Teilung Deutschlands nicht einfach über Nacht geschah - wie der Mauerbau in Berlin manchmal vermuten lässt -, sondern historisch gewachsen ist. Ebenso wurde die deutsche Teilung nicht über Nacht überwunden - wie der Mauerfall zum Teil vermuten lässt -, sondern ist das Ergebnis einer friedlichen Revolution in der DDR. In der vorliegenden Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler diese Entwicklungen und erkennen dabei, dass die deutsch-deutschen und die internationalen Entwicklungen im Kalten Krieg eng miteinander verwoben waren. Einführung Das erste Modul dient der Wiederholung und Vertiefung der Entwicklungen im besetzten Deutschland, die schließlich zur Gründung der beiden deutschen Staaten führten. Schwerpunktmäßig werden hierbei die Jahre 1946 bis 1955 betrachtet, da in diesen Jahren die Westintegration und die Ostanbindung vollzogen wurde. Die Schülerinnen und Schüler legen hierzu eine Zeitleiste an, die als Bezugspunkt für die weitere Einheit dient. Die lokalen Entwicklungen in Marienborn und Hötensleben können dadurch leichter in einen größeren Zusammenhang eingeordnet werden. Zusätzlich reflektieren die Schülerinnen und Schüler aber auch, inwiefern zu einzelnen Zeitpunkten andere Handlungsoptionen bestanden. Weiterhin sollen sie in die Zeitleiste eine "Fieberkurve" des Kalten Krieges bis 1990 integrieren, indem sie Momente der Entspannung, Bedrohung und Annäherung eintragen. Erarbeitung: BRD und DDR zwischen Annäherung und Abgrenzung Im zweiten Modul betrachten die Schülerinnen und Schüler das deutsch-deutsche Verhältnis unter dem Gesichtspunkt von Annäherung und Abgrenzung. Besondere Bedeutung kommt dabei der Entspannungspolitik der 1970er Jahre zu. Diese wird schließlich daraufhin hinterfragt, welche Folgen die Anerkennung des Status quo für die Wiedervereinigung hatte. Vertiefung 1: Die innerdeutsche Grenze bei Hötensleben Die internationalen und nationalen Entwicklungen werden durch Bezüge zur ehemaligen Grenze bei Hötensleben verdeutlicht. Durch eine Beschäftigung mit dem Grenzdenkmal Hötensleben können die Schülerinnen und Schüler die Auswirkungen der deutschen Teilung erkennen und verschiedene Phasen der Grenzsicherung untersuchen: grüne Grenze (1945-1952), Materialisierung und Manifestierung (1952-1961), Militarisierung (1961-1970) und Verschärfung (1971-1990). Weiterhin beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler auch mit den Zwangsumsiedlungen im grenznahen Gebiet. Eine Vertiefung vor Ort kann und sollte dieses Modul abschließen. Vertiefung 2: Transit- und Reiseverkehr zwischen BRD und DDR Nachdem in den vorherigen Modulen die Grenze im Zentrum stand, wird nun die Grenzübergangsstelle (GÜSt) Marienborn betrachtet. Am Beispiel Marienborns sollen die Änderungen im Transitverkehr (1971 Transitabkommen, 1972 Verkehrsvertrag) erarbeitet und die Auswirkungen auf den Reiseverkehr diskutiert werden. In diesem Zusammenhang wird der Umbau der Grenzübergangsstelle Marienborn 1972 reflektiert. Abschließend wird der Abbau der Grenzanlagen 1990 vor dem Hintergrund von "Mauerfall" und Wiedervereinigung betrachtet. Lernen am historischen Ort Abschluss und Höhepunkt der Unterrichtssequenz bildet schließlich eine Exkursion zur Gedenkstätte "Deutsche Teilung" in Marienborn. Die Schülerinnen und Schüler bilden Expertenteams und bereiten vor Ort zu einzelnen thematischen Aspekten jeweils eine kurze Führung vor. Dabei steht weniger die Informationsvermittlung im Zentrum des anschließenden Rundgangs durch die Gedenkstätte, den die Schülerinnen und Schüler selbst leiten, sondern die individuelle Auseinandersetzung der Jugendlichen mit dem Thema und dem historischen Ort. Variabler Verlauf der Unterrichtseinheit Generell gilt: Nicht alle Arbeitsblätter müssen behandelt werden und auch nicht zwingend in der angegebenen Reihenfolge. Ebenso müssen nicht alle Arbeitsanregungen aufgegriffen werden, es können auch einzelne Aufgaben herausgegriffen werden. Die meisten Arbeitsaufträge können sowohl in Einzel- als auch Partnerarbeit erarbeitet werden, wobei eine Diskussion von mindestens zwei Schülerinnen oder Schülern in der Regel sinnvoller ist, um die komplexen Zusammenhänge zu verstehen. Vorkenntnisse sind wichtig Die Unterrichtseinheit ist für eine Erarbeitung in der Sekundarstufe 2 konzipiert. Vorausgesetzt werden grundlegende Kenntnisse zur Geschichte nach 1945, die in einem chronologischen Durchgang in der Sekundarstufe 1 erworben wurden. Delius, Friedrich/ Lapp, Peter Transit Westberlin, 2. Auflage, Berlin 2000. Ritter, Jürgen/ Lapp, Peter Die Grenze. Ein deutsches Bauwerk, 7. aktualisierte und erweiterte Auflage, Berlin 2009. Walther, Achim Die eisige Nacht. Die innerdeutsche Grenze bei Hötensleben, Offleben und Schöningen 1952-1990, Halle 2010. Ulrich, Maren Geteilte Ansichten. Erinnerungslandschaft deutsch-deutsche Grenze, Berlin 2006.