In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Sprichwörter setzen die Schülerinnen und Schüler Sprichwörter in kurze Trickfilme um.In dieser Unterrichtseinheit erstellen die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen eine Kurzfilm zu einem bekannten Sprichwort. Dabei wird die Funktionsweise des Trickfilms erlernt und praktisch erprobt, die Medienkompetenz erweitert und das Wissen zum Thema "Sprichwort" vertieft. Ein Sprichwort gilt als ein "allgemein bekannter, festgeprägter Satz, der eine Lebensregel oder Weisheit in prägnanter, kurzer Form ausdrückt" (Mieder, 2002, Seite 17). Sprichwörter bieten sich aus verschiedenen Gründen als Leitthema für den Trickfilm-Workshop an. Zu Beginn der Einheit wird in das Thema Trickfilm eingeführt, die Funktionsweise erarbeitet und erläutert. Zudem wird zur Veranschaulichung eine Trickfilmszene gezeigt. Um den Schülerinnen und Schülern das Thema Sprichwörter näher zu bringen und zu erläutern, werden gemeinsam die generelle Bedeutung von Sprichwörtern erarbeitet und einzelne Sprichwörter besprochen sowie erklärt. In dieser Phase soll das theoretische Verständnis aufgebaut werden, da nur auf dieser Grundlage die praktische Umsetzung erfolgen kann. Darauf aufbauend erstellen die Lernenden einen kurzen Trickfilm. Hierfür reicht die Kameras eines Smartphones und eine beliebige Stop-Motion-App zur Bearbeitung. Im Rahmen einer Projektwoche an einer Förderschule mit dem Förderschwerpunkt Lernen wurde die Unterrichtseinheit in einem fünftägigen Trickfilmworkshop bereits erfolgreich erprobt. Die Schülerinnen und Schüler erstellen nach einer Einführung eigenständig kurze Filme zu mindestens einem Sprichwort. So können sich die Kinder kreativ und handlungsorientiert mit den Themen "Trickfilm" und "Sprichwörter" auseinandersetzen. Das Projekt eignet sich auch für den Deutschunterricht im Rahmen des Zweitspracherwerbs. In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler zunächst in die Theorie des Trickfilms und in das Thema "Sprichwörter" eingeführt. Auf dieser Grundlage werden dann aus Sprichwörtern kurze Geschichten/Szenen entwickelt und Charaktere sowie Hintergründe erstellt. Im Anschluss daran werden die Idee in einen kurzen Film praktisch umgesetzt und am Computer nachbearbeitet. Vorteile von Sprichwörtern Viele Sprichwörter weisen einen bildhaften Charakter auf, sodass sie sich gut als Kurzgeschichte oder kurze Szene darstellen lassen, die zudem eine Pointe haben. Des Weiteren entstammen Sprichwörter dem alltäglichen Sprachgebrauch der Schülerinnen und Schüler. Sie sind ihnen zu einem großen Teil vertraut und schaffen einen Lebensbezug. Dieses Wissen kommt insbesondere den Schülerinnen und Schülern zugute, die keine direkten Einfälle für eine mögliche Trickfilmszene haben. So hat die grobe Themenvorgabe bei der Anfangsarbeit mit dem Thema "Trickfilm" den Vorteil, dass eventuelle Blockaden, Hemmungen oder Unsicherheiten überwunden werden können. Auseinandersetzung mit Sprache Schließlich setzen sich die Schülerinnen und Schüler – für sie nicht unbedingt direkt offensichtlich und eher nebenbei, aber doch sehr bewusst – mit Sprache auseinander. Sie interpretieren, deuten und verstehen die sprachlichen Bilder und werden sich der darstellerischen Möglichkeiten der Sprache bewusst, wodurch auch der Spaß am Umgang mit Sprache gefördert wird. Sprichwörter sind häufig sehr alt und aus dem Volksmund überliefert und zählen durchaus zu einem wertvollen Sprachgut. Durch die kreative und handlungsorientierte Art der Auseinandersetzung mit den Sprichwörtern wird dazu beigetragen, dieses Sprachgut zu erhalten. Stopptrick Der Stopptrick wird sowohl in der Gruppenaufnahme als auch in Form der Namen im Abspann eines jeden Films eingesetzt. Dieser Trick nutzt die Funktionsweise des Trickfilms, um Personen oder Gegenstände scheinbar verschwinden oder plötzlich auftauchen zu lassen. Dadurch zeigt sich die Entstehung eines Trickfilms sehr deutlich und eindrucksvoll. Außerdem sehen sich die Schülerinnen und Schüler auch noch einmal vor der Kamera und es entsteht ein Gruppenbild. Daumenkino Das Herstellen eines ausgewählten Daumenkinos erläutert noch einmal einfach und einprägsam die Funktionsweise des Trickfilms. Zudem ist es eine Aufgabe, die Einzelarbeit erfordert und die Feinmotorik schult. Die Schülerinnen und Schüler können das Daumenkino direkt selbst ausprobieren und mit nach Hause nehmen. Das Daumenkino erweist sich auch als eine gute Möglichkeit, diejenigen Kinder aufzufangen, die schon eher als die anderen mit einer Aufgabe fertig sind. Es ist unmöglich, immer alle Kinder gleichzeitig zu beschäftigen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Bedeutung von Sprichwörtern und erlernen neue Sprichwörter. verstehen die Idee des Trickfilms. schulen ihre Feinmotorik. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Umgang mit der Smartphone-Kamera. erlernen den Umgang mit einem Trickfilmprogramm. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfahren und üben das Arbeiten im Team. lernen das Abstimmen der Aufgaben und Inhalte. bringen ihre individuellen Fähigkeiten ein. Mieder, Wolfgang (Hrsg.): Deutsche Sprichwörter und Redensarten . Reclam GmbH & Co., Stuttgart 2002. Sprichwörter als Leitthema Ziel des Workshops ist, pro Kleingruppe mindestens ein Sprichwort in einem kurzen Film mit Vor- und Abspann darzustellen. Dabei wird die Funktionsweise des Trickfilms erlernt und praktisch erprobt, die Medienkompetenz erweitert und das Wissen zum Thema "Sprichwort" vertieft. Ein Sprichwort gilt als ein "allgemein bekannter, festgeprägter Satz, der eine Lebensregel oder Weisheit in prägnanter, kurzer Form ausdrückt" (Mieder, 2002, Seite 17). Sprichwörter bieten sich aus verschiedenen Gründen als Leitthema für den Trickfilm-Workshop an. Vorteile von Sprichwörtern Viele Sprichwörter weisen einen bildhaften Charakter auf, sodass sie sich gut als Kurzgeschichte oder kurze Szene darstellen lassen, die zudem eine Pointe haben. Des Weiteren entstammen Sprichwörter dem alltäglichen Sprachgebrauch der Schülerinnen und Schüler. Sie sind ihnen zu einem großen Teil vertraut und schaffen einen Lebensbezug. Dieses Wissen kommt insbesondere den Schülerinnen und Schülern zugute, die keine direkten Einfälle für eine mögliche Trickfilmszene haben. So hat die grobe Themenvorgabe bei der Anfangsarbeit mit dem Thema "Trickfilm" den Vorteil, dass eventuelle Blockaden, Hemmungen oder Unsicherheiten überwunden werden können. Auseinandersetzung mit Sprache Schließlich setzen sich die Schülerinnen und Schüler - für sie nicht unbedingt direkt offensichtlich und eher nebenbei, aber doch sehr bewusst - mit Sprache auseinander. Sie interpretieren, deuten und verstehen die sprachlichen Bilder und werden sich der darstellerischen Möglichkeiten der Sprache bewusst, wodurch auch der Spaß am Umgang mit Sprache gefördert wird. Sprichwörter sind häufig sehr alt und aus dem Volksmund überliefert und zählen durchaus zu einem wertvollen Sprachgut. Durch die kreative und handlungsorientierte Art der Auseinandersetzung mit den Sprichwörtern wird dazu beigetragen, dieses Sprachgut zu erhalten. Zu Beginn des Workshops wird in das Thema Trickfilm eingeführt, die Funktionsweise erarbeitet und erläutert. Zudem wird zur Veranschaulichung eine Trickfilmszene gezeigt. Um den Schülerinnen und Schülern das Thema Sprichwörter näher zu bringen und zu erläutern, werden gemeinsam die generelle Bedeutung von Sprichwörtern erarbeitet und einzelne Sprichwörter besprochen sowie erklärt. In dieser Phase soll das theoretische Verständnis aufgebaut werden, da nur auf dieser Grundlage die praktische Umsetzung erfolgen kann. Erarbeitung des Handlungsrahmens In der nächsten Phase bilden sich Kleingruppen, und eine Liste mit Sprichwörtern wird ausgeteilt (die aufgeführten Wörter werden im Vorhinein von der Lehrkraft mit Blick auf ihre filmische Umsetzbarkeit selektiert). Jede Gruppe wählt ein Sprichwort aus und erarbeitet hierzu einen Handlungsrahmen sowie die Charaktere. Dazu sind folgende Schritte notwendig: Erster Schritt Das gewählte Sprichwort wird in eine Handlung umgesetzt. Zweiter Schritt Die praktische Umsetzbarkeit mit den möglichen Mitteln des Trickfilms wird entwickelt. Dritter Schritt Die Charaktere und Hintergrundbilder werden entworfen. Erstellung eines Storyboards Die Geschichte wird in einem Storyboard/Drehbuch festgehalten. Durch die Festlegung des Ablaufs werden die späteren Dreharbeiten erleichtert und dadurch die Funktion eines solchen Drehbuchs veranschaulicht. Bei den hier beschriebenen Tätigkeiten ist eine gute Abstimmung und Arbeitsteilung der Gruppe besonders wichtig, im Zuge derer die Schülerinnen und Schüler zudem ihre ganz individuellen Stärken und Fertigkeiten in das Gesamtergebnis mit einbringen konnten. Nachdem die Vorbereitungen für den Dreh abgeschlossen sind, wird zeitversetzt gefilmt. Während eine Gruppe schon dreht, stellen die anderen Gruppen noch ihre Geschichte zu Ende zusammen oder beginne mit der Arbeit an einem neuen Sprichwort. Es wird arbeitsteilig gedreht: Ein Kind bedient die Kamera, eines liest den Ablauf auf Grundlage des Drehbuchs vor und gibt Regieanweisungen. Mindestens ein weiteres Kind positioniert die Figuren in der Trickfilmbox. Die Aufgaben werden jeweils nach einigen Bildern getauscht. In diesem Arbeitsschritt wird in der praktischen Umsetzung die Funktionsweise des Trickfilms gänzlich veranschaulicht und im besonderen Maße der Umgang mit dem Computer geschult. Stopptrick Der Stopptrick wird sowohl in der Gruppenaufnahme als auch in Form der Namen im Abspann eines jeden Films eingesetzt. Dieser Trick nutzt die Funktionsweise des Trickfilms, um Personen oder Gegenstände scheinbar verschwinden oder plötzlich auftauchen zu lassen. Dadurch zeigt sich die Entstehung eines Trickfilms sehr deutlich und eindruckvoll. Außerdem sehen sich die Schülerinnen und Schüler auch noch einmal vor der Kamera und es entsteht ein Gruppenbild. Daumenkino Das Herstellen eines ausgewählten Daumenkinos erläutert noch einmal einfach und einprägsam die Funktionsweise des Trickfilms. Zudem ist es eine Aufgabe, die Einzelarbeit erfordert und die Feinmotorik schult. Die Schülerinnen und Schüler können das Daumenkino direkt selbst ausprobieren und mit nach Hause nehmen. Das Daumenkino erweist sich auch als eine gute Möglichkeit, diejenigen Kinder aufzufangen, die schon eher als die anderen mit einer Aufgabe fertig sind. Es ist unmöglich, immer alle Kinder gleichzeitig zu beschäftigen. In jeder Gruppe erfolgt eine Nachbearbeitung des Films: einzelne Abläufe werden noch einmal verlangsamt oder beschleunigt, der Film wird mit Musik und Effekten versehen und erhält einen Vor- und Abspann (bestehend aus den zuvor erstellten Namen und Textbausteinen des Computerprogramms). Hierbei wird die Verwendung von Effekten, Musik und Text (verschiedene Möglichkeiten der Darstellung bezüglich der Farbe und der Form) erläutert und durch die direkte Anwendung gefestigt. Die Filme werden zudem in Form eines Quiz aneinandergereiht, im Rahmen dessen die dargestellten Sprichwörter erraten werden sollten. Am letzten Tag der Projektwoche wird der Film neben den anderen Ergebnissen der Projektwoche den Schülerinnen und Schülern, Eltern und Besuchern gezeigt. Zusätzlich werden die Arbeitsphasen der Kinder anhand eines Plakats und von Fotos dokumentiert und dargestellt.

Mit der ersten Tabellenkalkulation VisiCalc für den Apple II begann 1979 der Siegeszug des Personalcomputers. Tabellenkalkulationen sind sehr mächtige Werkzeuge, die nicht nur mit Zahlen rechnen und Texte verarbeiten, sondern auch Daten verwalten und visualisieren können. Die Einsatzfelder für den Unterricht reichen von der Schulverwaltung über den kaufmännischen Unterricht bis hin zum naturwissenschaftlich-technischen Bereich. Mit Tabellenkalkulationen kann man Notenlisten aufstellen und berechnen, Stundenpläne erstellen, Rechnungen schreiben, Buchbestände verwalten, Daten präsentieren, einfache Formeln berechnen oder komplizierte Auswertungen vornehmen. Wenn das Tabellenblatt einmal vorbereitet ist, lässt sich dies alles sehr schnell und ohne mathematischen oder programmiertechnischen Ballast umsetzen. Für viele dieser Aufgaben gibt es Spezialprogramme, die leichter bedienbar und auf ihrem Gebiet leistungsfähiger sind, aber auch Geld und Einarbeitungszeit kosten. Dagegen sind Tabellenkalkulationen vielseitiger, leicht erlernbar und gleichzeitig in ihren Grundfunktionen ausgereift, ihre Kenntnis ist somit langfristig nützlich. Welche Tabellenkalkulation man verwendet, spielt für Schulen keine große Rolle, da sich die großen Programme in ihren Grundfunktionen kaum unterscheiden. Dabei stellen Tabellenkalkulationen kaum Ansprüche an die Hardware und sind für alle Betriebssysteme kostenlos verfügbar, zum Beispiel OpenCalc als Teil von OpenOffice. Zellen und Bezüge Eine Tabellenkalkulation besteht aus tabellenförmig angeordneten Zellen. Jede Zelle hat eine eindeutige Adresse, zum Beispiel C5 . Der Inhalt einer Zelle kann aus Zahlen, Text oder Funktionen (Formeln) bestehen. Eine Zahl ist pro Zelle einsetzbar, wobei diese sich vielfältig präsentieren, zum Beispiel als Datum oder Zeit. Die Texte können ähnlich wie in einer Textverarbeitung formatiert werden, wenn auch mit Einschränkungen. Funktionen verarbeiten die Inhalte (Texte oder Zahlen) aus anderen Zellen. Es werden zahlreiche mathematische, logische und textliche Funktionen angeboten, die beliebig kombiniert werden können und so jede Auswertung ermöglichen. Die Schreibweise der Funktionen lehnt sich an die manuell gewohnte Schreibweise an und wird durch Assistenten unterstützt. Sie ist leicht erlernbar. Rechnungen und Darstellung Die Berechnungen erfolgen automatisch. Sobald ein Eingangswert geändert wird, passen sich alle abhängigen Ergebnisse sofort an. Alle Zahlen und Rechenergebnisse können in verschiedenen Diagrammtypen visualisiert werden. Auch die Diagramme reagieren sofort auf Änderung der Daten. Allzweckprogramm Über die Zellen können weitere Elemente gelegt werden, zum Beispiel Diagramme, Bilder, Zeichnungen, Flussdiagramme, ClipArts, WordArts, Formeln aus dem Formeleditor, Java-Applets et cetera. Die Entwicklung der "großen" Tabellenkalkulationen tendiert zu Allzweckprogrammen. Aktuelle Versionen können schon Musik- und Filmdateien einbinden und abspielen. Auf den folgenden drei Unterseiten werden die verschiedenen Möglichkeiten des Einsatzes der Tabellenkalkulation im Unterricht dargestellt. Zu den einzelnen Bereichen und Funktionen werden Beispiele aus der Unterrichtspraxis benannt und verlinkt. Merkmale und Unterrichtseinsatz (1) Inhalt: Kombination von Zahlen, Texten und Daten; Tabellenstruktur; Funktionen Merkmale und Unterrichtseinsatz (2) Inhalt: Vorbereitete Tabellenblätter; Serienweise und iterative Berechnungen durch Kopieren von Funktionen Merkmale und Unterrichtseinsatz (3) Inhalt: Diagramme; Tabellenblätter als Standard; Plakate drucken; Weitere Funktionen Unterrichtseinheiten Hier finden Sie eine Übersicht der Unterrichtseinheiten aus den verschiedenen Portalen bei Lehrer-Online zum Einsatz von Tabellenkalkulationen. Das Wort Tabellenkalkulation deutet auf Rechnen mit Zahlen und Datenbanken hin. Tabellenkalkulationen können aber auch Texte verarbeiten und Daten visualisieren. Keine dieser Fähigkeiten ist so ausgeprägt wie auf diese Funktionalitäten spezialisierte Programme, aber für viele Zwecke und Anwendungen ausreichend. Wenn eine Kombination der Fähigkeiten gefragt ist, die an Textverarbeitung oder Datenbank keine hohen Ansprüche stellt, oder Berechnungen im Spiel sind, ist in aller Regel eine Tabellenkalkulation zu bevorzugen. So entfallen auch der Einarbeitungsaufwand und die Kosten für mehrere spezielle Programme. Rechnungen: Mit einer Tabellenkalkulation können Sie Briefkopf und Rechnungstext schreiben, Preise aus einer Preisliste übernehmen und Bruttopreise, umsatzabhängige Rabatte oder Rechnungsbeträge errechnen und zuletzt alles ausdrucken. Klassenverwaltung: Legen Sie eine Klassenliste in einer Tabellenkalkulation an. Daraus können Sie automatisch Listen für Noten, Sammelbestellungen, Schülerzusatzversicherungen oder ähnliches erstellen. In die Notenliste müssen Sie nur noch Noten und die Gewichtungsfaktoren eingeben, die Durchschnitte ermittelt die Tabellenkalkulation. Sie können auch die zu den Verrechnungspunkten gehörigen Notenpunkte aus einer anderen Tabelle heraussuchen. Mit ihrer tabellarischen Struktur sind Tabellenkalkulationen wie geschaffen für alle Formen von Tabellen, Listen, Formularen oder ähnliches (siehe Abbildung 1). Dabei ist man nicht an das strenge rechteckige Raster gebunden, sondern kann es durch Zusammenfassen von Zellen verbergen. Gegenüber Tabellen in Textverarbeitungen sind Tabellenkalkulationen unproblematischer zu handhaben und in ihrer Größe kaum beschränkt. Sie können Daten aus anderen Tabellen übernehmen, nummerieren, sortieren, Zellen inhaltsabhängig automatisch einfärben oder aussortieren, Verrechnungspunkte in Notenpunkte ummünzen, Postleitzahlen mit dem Ortsnamen ergänzen und die Daten auswerten beziehungsweise weiter verarbeiten. Dabei sind die Ausdrucke von Tabellenkalkulationen nicht auf die Blattgröße des Druckers beschränkt. Stundenpläne, Raumbelegungspläne, Klassenlisten, Notenlisten Bestandslisten, Preislisten Kalender Formulare Mit Funktionen oder Formeln sind hier Anweisungen zur Verarbeitung von Zahlen und Texten gemeint, die eine Tabellenkalkulation verstehen kann. Sie sind nicht zu verwechseln mit Formeln, die mit einem Formeleditor für den Ausdruck gesetzt werden. Solche Formeln kann man zwar auch in eine Tabellenkalkulation einbinden, aber sie können von ihr nicht gelesen werden. Gängige Tabellenkalkulationen bieten ein umfangreiches Repertoire an Funktionen zur Verarbeitung von Zahlen, Texten und Daten zur Verfügung. Dazu gehören: Betriebswirtschaftliche und naturwissenschaftlich-mathematische Formeln (zum Beispiel Zins, Abschreibung, Winkelfunktionen, Matrizenrechnung, Statistik) Logische Entscheidungen (zum Beispiel wenn .. dann .. sonst ..): Viele Funktionen von Tabellenkalkulationen machen ihre Tätigkeit von Bedingungen abhängig, denn nur so können Auswertungen wirklich flexibel sein. Funktionen zur Manipulation von Texten: Während eine Textverarbeitung eigentlich nur das Aussehen eines Textes verändert, behandelt eine Tabellenkalkulation Texte als Zeichenketten, die zerstückelt und zusammengesetzt werden können. Für ein Sprachübersetzungsprogramm wird es nicht reichen, aber eine Anrede an das Geschlecht des Adressaten anzupassen, ist möglich. Funktionen von Datum und Zeit: Tabellenkalkulationen können auch mit Datum und Zeit rechnen. Dies kann für eine Lohnabrechnung genutzt werden. Funktionen zum Anlegen und Auslesen von Datenbanken. Wenn eine Funktion nicht vorhanden ist, kann sie aus den vorhandenen Funktionen kombiniert werden. Der Komplexität der Kombinationen sind kaum Grenzen gesetzt. Alle Funktionen können Eingabewerte aus anderen Zellen verarbeiten. Wird ein Eingabewert geändert, passen sich die Ergebnisse aller abhängigen Funktionen sofort an (Abbildung 2 bitte anklicken). Das gilt auch für die Diagramme, die Ein- und Ausgangswerte grafisch darstellen. Man kann also Tabellenblätter erstellen, in denen sehr komplexe Auswertungen sofort nach Eintrag der Eingangsdaten erfolgen. Wenn diese Tabellenblätter vorbereitet sind, können die Schülerinnen und Schüler ohne umfangreiche Mathe- und Programmierkenntnisse sehr einfach und schnell viele Auswertungen vornehmen. Die Tabellenblätter lassen sich so schützen, dass Lernende keine Formeln löschen können. Notenlisten mit Berechnung der Durchschnittsnote: Dabei ist es auch möglich, die Noten zu gewichten, die schlechteste Note aus der Wertung zu nehmen oder ähnliches. Statistik: Auswertung normalverteilter Messreihen nach allen denkbaren Gesichtspunkten. Eine Stärke von Tabellenkalkulation sind gleich bleibende Berechnungen mit wechselnden Eingangsdaten. Neben der händischen Änderung der Eingangsdaten kann man Formeln auch leicht kopieren. Je nach Art der Adressierung können die Eingangsdaten aus feststehenden oder fortlaufenden Zellen entnommen werden. Die fortlaufenden Zellen können einer Tabelle entstammen, zum Beispiel einer Preisliste oder Zahlenreihe, die man automatisch erzeugt. Man kann auch iterative Verfahren durchführen, indem man die Ergebnisse der jeweils letzten Formel als Eingangswert für die neue Formel verwendet. (Abbildung 3 bitte anklicken, Animation zur Darstellung eines Funktionsverlaufs) Kopierte Formeln mit Eingangswerten aus Zahlenreihen kann man verwenden, um viele Punkte eines Funktionsverlaufes zu berechnen und anschließend grafisch darzustellen. Kopierte Formeln mit Eingangswerten aus Tabellen sind geeignet, um Bruttopreise zu einer langen Liste von Nettopreisen zu berechnen. Mit iterativen Formeln kann man Zinseszinsen berechnen, Nullstellen ermitteln, Populationsdynamiken simulieren, Differentialgleichungen näherungsweise lösen oder ähnliches. Die iterative Zinseszinsberechnung mit sehr einfachen Formeln öffnet dem Lernenden das Tor zur Welt der numerischen Mathematik und ermöglicht neue Ansätze im Unterricht. Mit Tabellenkalkulationen können Daten auch visualisiert werden. Geboten werden vor allem die in geschäftlichen Bereichen üblichen Darstellungen. Säulen (zum Beispiel für Histogramme oder Paretodiagramme) Balken (zum Beispiel für Gantt-Diagramme) Linien Kreise (zum Beispiel für Tortendiagramme) Punkte (zum Beispiel für Streudiagramme) Netze (zum Beispiel für Radarbilder) 6.2. Graphen und Funktionsverläufe XY-Wertepaare können als Punkte oder als Linienzüge dargestellt werden. Da die Wertepaare schnell durch Kopieren einer Funktion erzeugt werden können, eignen sich Tabellenkalkulationen gut, um Funktionsverläufe darzustellen. Mit XY-Wertepaaren und Linienzügen können mit etwas Aufwand viele weitere grafische Darstellungen erzeugt werden, zum Beispiel: Spannungs-Dehnungs-Diagramme Zustandsdiagramme von Zweistofflegierungen grafische Lösungen von Statikaufgaben T,s-Diagramm von Wasser Die Vorteile von Tabellen sind so offensichtlich, dass viele Programme Daten als Tabellenblätter im- und exportieren können oder sogar in Tabellenblättern verwalten. Hier wird meistens das Format von MS-Excel verwendet, weil es den größten Verbreitungsgrad hat. MS-Outlook kann seine Adressdaten als Tabellenblatt exportieren. Das CAD-Programm Inventor von Autodesk kann Konstruktionsdaten in Excel-Tabellen verwalten. So ist es möglich, eine Konstruktion, die einmal erstellt wurde, durch Änderung der Maße innerhalb der Excel-Tabelle in verschieden Baugrößen zu konstruieren. Wenn große Tabellen ausgedruckt werden, teilen Tabellenkalkulationen die Tabellen in für den Drucker handliche Größen. Das klappt nicht nur mit Tabellen, sondern unter anderem auch mit eingefügten Bildern. Man kann also mit gewöhnlichen Druckern große Plakate erzeugen, die man allerdings zusammenkleben muss. Wem dies alles noch nicht genügt, dem stellen die gängigen Tabellenkalkulationen noch zusätzliche Hilfen in Form von Zirkelbezügen, Szenarien, Mehrfachbezügen, Pivottabellen und nicht zuletzt vielseitige Makrosprachen zur Verfügung.

Auf dieser Seite finden Sie Informationen und Anregungen für Ihren Astronomie- und Physik-Unterricht zum Themenkomplex Zeit und Relativitätstheorie (allgemeine und spezielle Relativitätstheorie). Wissenschaftliche Ergebnisse und Methoden können eine hohe Motivationskraft in sich tragen. Die in diesem Beitrag vorgeschlagenen Kontexte sind virtuelle Realitäten, generiert mit in der Astrophysik gebräuchlichen Visualisierungsmethoden. Ihr didaktischer Zweck in der Einstiegsphase besteht darin, Vorerfahrungen bei relativistischen Effekten zu schaffen, die das normale, klassisch geprägte Vorstellungsvermögen übersteigen. Das zentrale Problem bei solchen Visualisierungsmethoden ist die Darstellung dreidimensionaler Objekte auf einer zweidimensionalen Projektionsebene, die man sich als Filmleinwand oder Kamerabild vorstellen kann. Beim so genannten relativistischen Rendering werden Bilder schnell bewegter Objekte mit einer ruhenden Kamera beziehungsweise ruhende Objekte mit einer schnell bewegten Kamera aufgenommen. Wie relativistische, das heißt schnell bewegte, Objekte dem Betrachter erscheinen, kann gemäß den Gesetzen der Speziellen Relativitätstheorie berechnet werden. Neben der Längenkontraktion sind die endliche Laufzeit von Lichtsignalen und die Lichtaberration zwei Effekte, die die Geometrie solcher Abbildungen bestimmen. Schülerzentrierte Unterrichtsmethoden und kooperative Arbeitsformen Die Schülerinnen und Schüler sollen einige geometrische Effekte bei verschiedenen Fluggeschwindigkeiten der Kamera durch das Brandenburger Tor erkennen und in dieser Phase nur ansatzweise miteinander vergleichen - vorzugsweise als vorbereitende Hausaufgabe in Partner- oder Gruppenarbeit. Als Grundlage dienen das Arbeitsblatt (lorentz_modul_1_ab.pdf) sowie MPEG-Filme, die den Schülerinnen und Schülern für die Hausarbeit, zum Beispiel über den Dateiaustausch eines virtuellen Klassenraums von lo-net, dem Lehrer-Online-Netzwerk, zur Verfügung gestellt werden können. Neben dem "klassischen" Arbeitsblatt steht auch ein Online-Arbeitsblatt mit aktiven Links auf die Filme zur Verfügung. Filmsequenzen Die folgenden Abbildungen zeigen jeweils ein Einzelbild der Simulationsflüge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Kamera durch das stilisierte Brandenburger Tor. Zu jeder Geschwindigkeit steht ein komprimierter MPEG-Film zur Verfügung. Auf Details zu den Filmen werden wir zu einem späteren Zeitpunkt eingehen (siehe Modul 6.4 Analyse der Bildgröße eines schnell bewegten Objektes ). Bei der Besprechung der Hausaufgabe wird unter anderem folgender Problemfragenkomplex entwickelt: Problemfrage 1.1 Warum sehen schnell bewegte Körper so aus wie in den Computersimulationen? Problemfrage 1.2 Welche Aussagen macht die Newtonsche Mechanik zu diesem Problem? Dieses Modul behandelt Standardstoff des Physikunterrichts. In der Diskussion der virtuellen Realitäten werden Szenen aus dem Alltag angesprochen, die physikalisch eine verwandte Problemstellung enthalten, wie zum Beispiel Koffer auf einem Rollband oder das Ablesen einer Hinweistafel von einem sich bewegenden Laufband aus, zum Beispiel im Flughafen. Zwischen bewegtem Objekt und bewegtem Beobachter (fliegender Kamera) wird differenziert. Ausgehend von der Fragestellung des Einstiegs (siehe Modul 1. Einstieg in das Thema ) wird folgende Problemfrage entwickelt: Wie kann die Bewegung beziehungsweise die Bahn eines sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegenden Objektes bezüglich eines Koordinatensystems beschrieben werden? Als Lernvoraussetzung ist der Begriff des Inertialsystems notwendig. Ebenso das Relativitätsprinzip Galileis: Alle Inertialsysteme sind (bezüglich der Gesetze der Mechanik) gleichwertig. Als Zusatz kann Newtons Relativitätsprinzip angesprochen werden: "The motion of bodies included in a given space are the same among themselves, whether that space is at rest or moves uniformly forward in a straight line." Der Begriff der Gleichwertigkeit kann, je nach Vertiefungsabsicht, verschieden gefasst werden. Von Gleichwertigkeit sprechen wir, wenn grundlegende physikalische Gesetze in allen Inertialsystemen gleichermaßen gelten oder später formal mathematisch vertieft: Gesetze unter den Transformationen sind, die von einem Inertialsystem zu einem anderen Inertialsystem führen. Im Hinblick auf die spätere Ableitung der Lorentztransformation wird ein Ereignis in zwei Inertialsystemen beschrieben und die Galileitransformation als vermittelnde Abbildung eingeführt (Abb. 8, Platzhalter bitte anklicken). Die Grafik zeigt zwei Inertialsysteme S und S', die gegeneinander mit der Geschwindigkeit V bewegt sind. Der Punkt P = P(x, y, z) = P(x', y', z') bezeichnet ein Ereignis zur Zeit t . Mit x, y, z, t werde ein Ereignis im Inertialsystem S charakterisiert; das gleiche Ereignis werde in einem anderen Inertialsystem S' durch die Koordinaten x', y', z', t' beschrieben. V beschreibt die Relativgeschwindigkeit zwischen S und S'. In diesem Fall bewegt sich das System S' mit der Geschwindigkeit bezüglich System S in die positive Richtung der gemeinsamen x -Achsen. Keine Mathematisierung der Sachverhalte In diesem Abschnitt sollen die Schülerinnen und Schüler einen ersten Einblick in Laufzeiteffekte bei Beobachtungen von schnell bewegten Objekten erhalten. Da noch keine relativistischen Werkzeuge zur Verfügung stehen, wird rein klassisch argumentiert. Auf eine Mathematisierung der Sachverhalte wird in diesem Stadium weitgehend verzichtet. Die Arbeit mit den interaktiven Materialien (Online-Arbeitsblätter, Java-Applets) ermöglicht den Schülerinnen und Schülern eigene Beobachtungen. Verzicht auf Visualisierung inkorrekter klassischer Effekte Sowohl die in Modul 1. Einstieg in das Thema verwendeten Computerfilme als auch die für diesen Abschnitt empfohlenen Java-Applets zeigen die relativistische (zumindest geometrische) Realität. Es wird bewusst davon Abstand genommen, die Effekte der Newtonschen Mechanik bei hohen Geschwindigkeiten zu visualisieren, obwohl auch dazu Java-Applets existieren. Dies hat mehrere Gründe: Sowohl Retardierung als auch Aberration (Erläuterung der Begriffe siehe weiter unten) treten im klassischen und im relativistischen Fall auf, wenn auch mit unterschiedlicher Intensität. Bei einer Konstellation von ruhendem Objekt und nahezu darauf zu fliegender Kamera sind klassische und relativistische Laufzeiteffekte bis nahe an die Lichtgeschwindigkeit aufgrund der perspektivischen Darstellung trotz Lorentzkontraktion kaum zu unterscheiden, wenn man von der Bildgröße bei gleicher Kameraposition absieht. Die Größe des Bildes ist nicht nur abhängig vom momentanen Standort der Kamera, sondern auch von deren Geschwindigkeit und damit von der Lorentzkontraktion der Bildweite. Die Untersuchung der letzteren wird Gegenstand von Modul 6.4 Analyse der Bildgröße eines schnell bewegten Objektes sein. Im relativistischen Fall sind die Beobachtungen für die Konstellationen "bewegte Kamera und ruhendes Objekt" sowie "ruhende Kamera und bewegtes Objekt" identisch. Insbesondere wenn die Unterrichtseinheit auf Level 1 absolviert werden soll, schaffen zusätzliche klassische Varianten virtueller Realitäten (un-)vermeidbare Verwirrung, da dann auch andere Anflug- beziehungsweise Vorbeiflugwinkel notwendig werden. Dies geht zu Lasten eines zügigen Fortschritts in Richtung der Ableitung der speziellen Lorentztransformation (Modul 5. Ableitung der speziellen Lorentztransformation ). Die einzelnen Untermodule des Moduls 3 "Messen versus Beobachten" behandeln die folgenden Themen: Grundlagen zu Messen und Beobachten, Zentralperspektive, klassische Retardierung Frontaler Anflug auf ein Objekt, klassische Retardierung Seitlicher Vorbeiflug an einem Objekt, Aberration Für den hier präsentierten schnellen Weg zur algebraischen Herleitung der Lorentztransformation ist es nicht notwendig, zuvor einen Überblick über Längen- und Zeitmessverfahren zu geben. Allerdings ist zu empfehlen, diese Problematik später bei der Diskussion der Längenkontraktion aufzugreifen (im Anschluss an Modul 6.3 Längenkontraktion ). Eine Diskussion von Retardierungseffekten, das heißt Effekten, die auf der endlichen Laufzeit des Lichtes beruhen, ist allerdings unumgänglich, da diese infolge der Kameraposition beim Durchflug des Brandenburger Tores den Hauptbeitrag zu den beobachtbaren Formänderungen leisten. Retardierungseffekte treten immer auf, sowohl bei klassischer als auch bei relativistischer Betrachtung. Im klassischen Fall ist ihre Ausprägung davon abhängig, ob sich die Kamera oder das Objekt bewegt. Im relativistischen Fall gilt dies nicht, da die Form der Lorentztransformation genau dies als Folge von Einsteins zweitem Postulat (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, siehe auch Modul 4. Einsteins Traum - Kontext zu Einsteins zweitem Postulat ) "verhindert". Ausgehend von den virtuellen Realitäten des Einstiegs (siehe Modul 1. Einstieg in das Thema ) wird die scheinbare Formänderung des Brandenburger Tores als Funktion der Fluggeschwindigkeit und der Position der Kamera ins Bewusstsein gehoben. Daraus ergibt sich unter anderem die Frage nach der genauen Form und Größe des ruhenden Tores. Nach deren mehr oder weniger intensiven Behandlung - je nach angestrebtem Level - wird die Beobachtung eines den Gesetzen der klassischen Mechanik unterworfenen bewegten Objektes in das Zentrum des Interesses gerückt. Problemfrage 3.1.1 Welche Informationen können über die exakte Geometrie des Tores und der Kamera aus der perspektivischen Ansicht gewonnen werden, wenn die Kamera ruht oder sich mit geringer Geschwindigkeit ( V = 0,01 c ) bewegt? Problemfrage 3.1.2 Wie sieht ein Beobachter beziehungsweise eine Kamera ein fernes und relativ einfach geformtes Objekt, wie zum Beispiel einen Würfel? Messen und Beobachten Als Lernvoraussetzung ist die Kenntnis des Messvorganges als Vergleich mit einem Eichnormal notwendig. Es wird geklärt, dass Messen und Beobachten unterschiedlich sind: Von (Ab-)Messen sprechen wir, wenn die Koordinaten der Randpunkte eines Objektes, also im Prinzip dessen Umriss, gleichzeitig bestimmt werden. Von Beobachten sprechen wir, wenn wir ein Abbild eines Objektes betrachten, wie zum Beispiel ein Netzhautbild oder einen Kamerafilm. Dabei werden die Bildpunkte von Lichtstrahlen erzeugt, die gleichzeitig auf der Netzhaut oder dem Film eintreffen. Lösung von Problemfrage 3.1.1 Es wird mitgeteilt, dass die Tordurchflüge im Prinzip mit einer Lochkamera aufgenommen worden sind. Die Abbildungsgesetze der Lochkamera werden von den Schülerinnen und Schülern selbstständig memoriert und zur Ausmessung einiger Bilder in dem folgenden Online-Arbeitsblatt benutzt: Online-Arbeitsblatt Die Schülerinnen und Schüler werten Bilder der Simulationsflüge durch das Brandenburger Tor mit einem interaktivem Messtool aus. Das Messtool funktioniert nicht im Internetexplorer, bitte verwenden Sie einen anderen Browser (Firefox, Netscape, Mozilla, Konqueror, Opera, Safari). Lösung von Problemfrage 3.1.2 Aus den Überlegungen zum Problemkreis Messen wird gefolgert: Es gibt zwei Arten, die Position eines Objektes zu beschreiben. Die momentane Position der Oberfläche eines Objektes zum Zeitpunkt t sowie die retardierte Position, bei der die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes vom Objekt zum Beobachter mit zu berücksichtigen ist. Anschließend wird ein Würfel betrachtet, der mit der Geschwindigkeit V an einer Kamera vorbei fliegt, wobei eine Momentaufnahme gemacht werden soll. Dabei werden alle Lichtstrahlen erfasst, die gleichzeitig bei der Kamera eintreffen. Die dabei angestellten Betrachtungen sind auf dem Informationsblatt (lorentz_modul_3_1_info.pdf) zusammengefasst. Dieses Beispiel kann vertieft werden. Im klassischen Fall besitzt das Licht die Geschwindigkeit c nur im stationären Bezugssystem des Beobachters. Aufgrund des Galileischen Relativitätsprinzips besitzt von einem Objekt ausgehendes Licht unterschiedliche Geschwindigkeiten, zum Beispiel c + V in Bewegungsrichtung und c - V in der entgegen gesetzten Richtung. Das hier vorgestellte Beispiel sollte nach Einführung der Lorentzkontraktion unter relativistischen Gesichtspunkten erneut aufgegriffen werden (frühestens im Anschluss an Modul 6.3 Längenkontraktion ). Der Trick der unendlich weit entfernten Kamera in Modul 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung hat Wesentliches verborgen beziehungsweise nicht geklärt. Die dem Beobachter beim Vorbeiflug zugewandte Seite des Würfels ist unverzerrt als ebene Fläche abgebildet worden. Dies ist bei endlichem Kameraabstand falsch, da streng genommen alle Punkte des Objektes unterschiedlich weit von der Blende der Kamera entfernt sind. Die unten verlinkten Applets rechnen relativistisch. Bei einem Anflug auf ein Objekt sind klassische und relativistische Rechnung aufgrund der Perspektive kaum zu unterscheiden. Der relativistische Fall ist bezüglich der Konstellationen "bewegte Kamera und ruhendes Objekt" sowie "ruhende Kamera und bewegtes Objekt" nicht unterscheidbar, das heißt ein Applet beschreibt beide Fälle, da kein gekachelter Boden als Referenz vorhanden ist. Die im Einstieg beobachtete Wölbung horizontaler und vertikaler Kanten beziehungsweise die Verbiegung von Flächen ist ein Rätsel geblieben. Um das Problem zu akzentuieren, können statt des Brandenburger Tores Java-Applets von einfachen Drahtgittermodellen betrachtet werden. Ein Anflug mit hoher Geschwindigkeit auf ein Quadrat stellt nochmals die Frage nach der Erklärung der Randwölbungen in den Raum. Es wird vorgeschlagen den Effekt der endlichen Lichtlaufzeit nur bei einem Stab zu besprechen, der sich gemäß der klassischen Mechanik mit seiner Breitseite auf eine Kamera zu bewegt, die sich mittig vor ihm befindet. Es genügt, die Diskussion auf die Stabenden zu beschränken. Von jedem Punkt der sichtbaren Stabseite fällt ein Lichtstrahl in die Kamera. Licht von der Stabmitte muss den kürzesten Weg und von den Stabenden den längsten Weg zurücklegen. Aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit, im klassischen Fall V + c (beziehungsweise im relativistischen Fall c ), muss Licht, das zum gleichen Zeitpunkt bei der Kamera eintrifft, zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgesandt worden sein, wenn sein Weg unterschiedlich lang ist. Die Überlegung verläuft völlig analog zu den Überlegungen des Beispiels in Modul 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung , wo der Effekt der klassischen Retardierung bei einem vorbei fliegenden Würfel betrachtet worden ist. Punkte mit zunehmendem Abstand von der Stabmitte werden dem Betrachter daher weiter entfernt erscheinen, was insgesamt den Eindruck einer Stabwölbung erzeugt. Damit ist auch geklärt, weshalb die Stärke der Wölbung geschwindigkeits- und abstandsabhängig sein muss. Drahtrahmen Java-Applet zum frontalen Anflug auf einen quadratischen Rahmen (relativistisch). Zwei Linien Java-Applet zum frontalen Anflug auf zwei horizontale Linien (relativistisch). Gitter aus 9 Punkten Java-Applet zum frontalen Anflug auf ein Gitter aus neun Punkten (relativistisch). Die Rückseite des Brandenburger Tores ist grün eingefärbt. Obwohl die fliegende Kamera einen Öffnungswinkel von 60 Grad in horizontaler Richtung und 51,33 Grad in vertikaler Richtung besitzt, wird die grüne Rückseite der Pfeiler beim Durchflug mit hohen Geschwindigkeiten sichtbar (Abb. 9, Platzhalter bitte anklicken). Um den Einfluss von Retardierung und Aberration zu verdeutlichen, können Java-Applets mit Drahtgittermodellen eingesetzt werden. Unter Aberration versteht man den Effekt, dass zwei unterschiedlich schnell bewegte Beobachter ein und dasselbe Objekt nicht an seinem realen Ort wahrnehmen, sondern an zwei verschiedenen scheinbaren Orten, deren Lage von der jeweiligen Geschwindigkeit des Beobachters abhängt. Aberration tritt sowohl bei klassischer als auch relativistischer Rechnung auf. Ein Analogmodell dafür stellt zum Beispiel "Schnürlregen" dar. Wenn man im Regen steht, kommen die Tropfen bei Windstille genau senkrecht von oben. Fährt man jedoch mit dem Fahrrad im Regen, so scheinen die Tropfen von schräg vorne zu kommen, wobei der Winkel von der eigenen Geschwindigkeit abhängt. Erklärbar ist der Effekt dadurch, dass ein Objekt einer vorbei fliegenden Kamera Lichtstrahlen hinterher sendet, die die Flugbahn der Kamera kurz vor deren Blende schneiden und dann auf dem sich nähernden Kamerafilm auftreffen. Die Formel für den Aberrationswinkel wird hier weder angesprochen noch abgeleitet. Weitere allgemeine Informationen zum Thema Aberration finden Sie hier: Die bereits im Einstieg (Modul 1. Einstieg in das Thema ) beobachtete Sichtbarkeit der grünen Rückseite des Brandenburger Tores ist bisher nicht geklärt. Um das Problem zu vereinfachen, können statt des Tores einfache Drahtgittermodelle betrachtet werden. Die Visualisierung geschieht wiederum mithilfe von Java-Applets. Ein Anflug mit hoher Geschwindigkeit auf ein Quadrat stellt nochmals die Frage nach der Sichtbarkeit der Rückseite eines Objektes in den Raum. Die folgenden Java-Applets verdeutlichen sowohl die bereits bekannte Retardierung als auch die Aberration. Letztere wird aus Gründen der Elementarisierung im klassischen Fall nur im Ruhesystem des Drahtrahmens qualitativ erklärt. Eine Lochkamera bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit. Bestimmte Lichtstrahlen, die von der Rückseite des Drahtrahmens in Richtung der wegfliegenden Kamera ausgesandt werden und die Flugbahn vor der Kamera schneiden, werden durch die bewegte Blende dringen und dann vom Film "eingefangen". Eine Herleitung der Aberrationsformel erfordert eine genaue Berechnung des Auftreffpunktes des Lichtstrahls auf der Bildebene und kann in Level 3 frühestens im Anschluss an Modul 6.4 Analyse der Bildgröße eines schnell bewegten Objektes in Angriff genommen werden. Drahtrahmen Java-Applet zum seitlichen Vorbeiflug an einem Quadrat (relativistisch). Zwei Drahtrahmen Java-Applet zum seitlichen Vorbeiflug an zwei Quadraten (relativistisch). Es ist üblich, der Begründung von Einsteins zweitem Postulat zur Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im Unterricht einen Abschnitt über die verschiedenen historischen Methoden zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit voranzustellen (siehe Links und Literatur ), woraus das Postulat als Konsequenz von Messungen gefolgert wird. Diese saubere physikalische Fundierung ist allerdings an dieser Stelle der Unterrichtseinheit nicht zwingend notwendig, weshalb eine Alternative vorgeschlagen wird. Einstein schreibt selbst in seiner Biografie (Albert Einstein, Autobiographisches, 1946): "Nach zehn Jahren Nachdenkens fand ich ein Prinzip, auf das ich schon mit 16 Jahren gestoßen bin. Wenn ich einem Lichtstrahl mit Lichtgeschwindigkeit nacheile, so sollte ich diesen Lichtstrahl als ruhend wahrnehmen. So etwas scheint es aber nicht zu geben. Intuitiv klar schien es mir von vornherein, dass sich für einen solchen Beobachter alles nach denselben Gesetzen abspielen müsse wie für einen relativ zur Erde ruhenden Beobachter." Diese ursprünglich intuitive Erkenntnis war offensichtlich mit ein Anstoß zu Einsteins Postulat zur Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Wir werden sie in verfremdeter Form als Kontext zur Motivation des zweiten Postulats einsetzen (siehe unten). Die Originalformulierung der Einsteinschen Postulate, entnommen aus seiner Publikation von 1905, lautet: P1' Die Gesetze, nach denen sich die Zustände der physikalischen Systeme ändern, sind unabhängig davon, auf welches von zwei relativ zueinander in gleichförmiger Translationsbewegung befindlichen Koordinatensystemen diese Zustandsänderungen bezogen werden. P2' Jeder Lichtstrahl bewegt sich im "ruhenden" Koordinatensystem mit der bestimmten Geschwindigkeit c , unabhängig davon, ob dieser Lichtstrahl von einem ruhenden oder bewegten Körper emittiert ist. Verständnis der Galileitransformation Kenntnis des Galileischen Relativitätsprinzips Wissen, dass Messungen einen konstanten Wert für die Geschwindigkeit des Lichtes liefern. Es wird ein Gedankenexperiment ("Einsteins Traum") vorgestellt, das anregen soll, die Konsequenzen der Galileitransformation zu durchdenken. Das Gedankenexperiment liefert den Anstoß zur Problemfrage in Modul 5. Ableitung der speziellen Lorentztransformation , da die Galileitransformation dem experimentellen Resultat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit widerspricht. Einsteins Traum "Einstein sieht sich im Traum auf einem Lichtstrahl durch die Galaxis reiten. In der Hand hat er eine wundersame Lichtquelle, heller als tausend Sonnen, mit der er Lichtpulse aussenden kann. Als er einen langen Lichtpuls in Flugrichtung schickt, materialisiert sich auf diesem zweiten Strahl ein Spiegelbild von ihm selbst, Zweistein. Mit wehenden Haaren und Lichtquelle unter dem Arm, mit der Zweistein die Sterne anblinkt. Auch Zweistein blinkt irgendwann in Flugrichtung. Dreistein erscheint auf diesem Strahl ... " Die Schülerinnen und Schüler sollen überlegen, wie schnell das Licht aus der Lichtquelle von N-Stein ist. Modifizierung der Postulate für den Unterricht Für die Einsteinschen Postulate wird eine gegenüber der Originalformulierung modifizierte Form empfohlen. Sie werden als Lösung der Diskrepanz zwischen Messung und Konsequenzen der Galileitransformation betrachtet: P1 Alle Inertialsysteme sind bezüglich aller Gesetze der Physik gleichberechtigt. P2 Die Lichtgeschwindigkeit im leeren Raum hat immer und überall den konstanten Wert c . In der Speziellen Relativitätstheorie werden Beobachtungen untersucht, die von zwei verschiedenen Beobachtern gemacht werden, die bezüglich zueinander eine konstante Geschwindigkeit besitzen. Die einzig verwendbaren Bezugssysteme sind daher Inertialsysteme. In der Allgemeinen Relativitätstheorie spielen hingegen beschleunigte Bezugssysteme eine wichtige Rolle, da ihr Ziel die Verallgemeinerung der Newtonschen Gravitationstheorie ist. Die Raumzeit der klassischen Mechanik Newtons trägt eine affine Struktur, da eine gleichförmige Bewegung in jedem Inertialsystem als Gerade beschrieben wird (Gültigkeit des Trägheitssatzes). Infolge des ersten Postulates von Einstein (P1') (siehe Modul 4. Einsteins Traum - Kontext zu Einsteins zweitem Postulat ) muss also auch die neue Transformation der Speziellen Relativitätstheorie, die Lorentztransformation, eine affine Transformation sein. Postulat (P1') bestimmt die Gestalt dieser Transformation zwischen Inertialsystemen bis auf eine universelle Konstante völlig. Durch Postulat (P2') wird diese Konstante eindeutig festgelegt. Im Unterricht beschränkt man sich auf Inertialsysteme, die sich nur durch eine Relativbewegung unterscheiden, wie sie bereits in Modul 2. Die spezielle Galileitransformation eingeführt worden ist. Die Transformation zwischen Ereignissen ist in diesem Fall linear in x und t beziehungsweise x' und t' , was zur speziellen Lorentztransformation führt. Kenntnis des experimentell ermittelten konstanten Wertes der Lichtgeschwindigkeit Kenntnis des Begriffs der linearen Bewegung Fähigkeit zur mathematischen Beschreibung der Bahnkurve linearer Bewegungen Kenntnis des ersten Newtonschen Axioms (Trägheitssatz) Einsicht, dass die Annahme der Gültigkeit der Galileitransformation den Betrag der Lichtgeschwindigkeit vom gewählten Inertialsystem abhängig macht. Wissen, dass das Postulat (P1) die Gültigkeit des Relativitätsprinzips Galileis auf alle Gesetze der Physik erweitert. Das Gedankenexperiment "Einsteins Traum" aus Modul 4. Einsteins Traum - Kontext zu Einsteins zweitem Postulat liefert den Anlass, die Galileitransformation als modifizierungsbedürftig einzustufen, da alle Messungen die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bestätigen. Welche Form muss eine neue Transformation aufweisen? Man wird nur im oberen Leistungsbereich mit einem zweiparametrigen linearen Ansatz für die gesuchte Transformation starten und durch Widerspruchsbeweis zeigen, dass nur diese lineare Gestalt Postulat (P1) erfüllt und damit alle Transformationen von dieser Gestalt sein müssen. Wenn, wie es die Regel ist, die Zeit drängt, kann die Lehrkraft alternativ als Impuls die Frage nach der Transformation eines Ereignisses (x, t) durch folgenden Vorschlag initiieren: Diese Transformation muss eine gleichförmige Bewegung, wir wählen die einfachste Form, x = v t , in eine gleichförmige Bewegung überführen. Für zwei Zeitpunkte t 1 und t 2 gilt dann: Die Gleichförmigkeit ist für alle Zeiten t genau dann erhalten, wenn gilt. Damit ist ein korrekter Ansatz entwickelt. Ein Beispiel für eine Tafelanschrift zur Ableitung der Lorentztransformation liefert das folgende PDF. In den folgenden Ausführungen wird statt k das in der Literatur übliche gamma verwendet, was nur für einen höheren Leistungslevel zu empfehlen ist. Die Schülerinnen und Schüler sind mit den folgenden Inhalten vertraut: Ein Punktereignis wird im Bezugssystem S durch die Koordinaten (x, t) , genauer (x, y, z, t) , und im System S' durch die Koordinaten (x', t') , genauer (x', y', z', t') , beschrieben. Stimmen die Ursprünge der beiden Systeme S und S' zur Zeit t = t' = 0 überein, dann ist die Beziehung zwischen (x, t) und (x', t') durch die Lorentztransformation gegeben: wobei Welches Ergebnis liefert die Lorentztransformation bei Transformation eines (Punkt-)Ereignisses (x, t)? Es werden zwei verschiedene Punktereignisse betrachtet. Benötigt werden nur die Ergebnisse für Ereignis 1: Ereignis 2: Anschließend wird der räumliche und zeitliche Abstand der Ereignisse im System S' berechnet: Algebraisch ist damit auch die Relativität der Gleichzeitigkeit bewiesen: Für jeden Beobachter ist Gleichzeitigkeit eine Funktion des verwendeten Bezugssystems. Ein Verständnis für die Implikationen aus den Gleichungen (A1) und (A2) kann erst nach weiterer eingehender Diskussion erzielt werden. Dies soll in den beiden folgenden Modulen geschehen. Es wird der Spezialfall betrachtet, das heißt es werden zwei aufeinander folgende Ablesungen einer Uhr im System S mit den Ablesungen von zwei verschiedenen Uhren im System S' verglichen, weshalb das Problem der Synchronisation verschiedener Uhren angeschlossen werden sollte. Anmerkung zu Level 1 Hier wird analog zu Modul 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation der Spezialfall neu gerechnet. Anmerkung zu Level 2 und 3 Es werden die Ergebnisse des Moduls 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation spezialisiert. Welche Konsequenzen ergeben sich aus der Lorentztransformation für die Messung von Zeitspannen? Eine Uhr ruhe im System S im Punkt Zwei verschiedene Ablesungen der Uhr definieren eine Zeitspanne und sollen als zwei Ereignisse angesehen werden: Ereignis 1: Ereignis 2: Die Zeitkoordinaten dieser Ereignisse für das System S', das relativ zu S die Geschwindigkeit V hat, sind im Prinzip bereits in Modul 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation bestimmt worden. Falls 6.1 nicht behandelt worden ist, rechnet man analog dazu neu. Es ergibt sich also: woraus folgt womit eine Verknüpfung der entsprechenden Zeitintervalle in S und S' gefunden ist. Das Ergebnis wird durch Zahlenbeispiele vertieft. Es wird der Spezialfall betrachtet, das heißt es werden die Koordinaten der Endpunkte eines Stabes in System S' zur Zeit gleichzeitig bestimmt. Anmerkung zu Level 1 Hier wird analog zu Modul 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation der Spezialfall neu gerechnet. Anmerkung zu Level 2 und 3 Es werden die Ergebnisse des Moduls 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation spezialisiert. Welche Konsequenzen ergeben sich aus der Lorentztransformation für die Messung von Längen? Die gleichzeitige Messung zur Zeit der Endpunkte eines Stabes in S', wird durch die zwei Punktereignisse und beschrieben, das heißt es gilt in S' Das gesuchte Ergebnis ergibt sich sofort für aus den allgemeinen Abstandsgleichungen (siehe Gleichungen (A1) und (A2) in Modul 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation ): Falls Modul 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation nicht behandelt worden ist, rechnet man analog dazu neu. Angeschlossen werden sollte eine Diskussion der Messzeitpunkte in beiden Systemen, das heißt unter anderem, dass die Messung der Stabenden im System S nicht gleichzeitig stattfindet. Bisher sind bei den Auswertungen der virtuellen Realitäten aus Modul 1. Einstieg in das Thema (Flüge durch das Brandenburger Tor) wichtige Daten der Aufnahmen, wie Kameraposition und Bildgröße des Objektes, nicht bearbeitet worden. Ursache für unterschiedliche Bildgrößen bei gleicher Kameraposition und verschiedenen Anfluggeschwindigkeiten auf ein Objekt ist die Lorentzkontraktion der Bildweite. Dies bedeutet, dass die Projektionsebene näher an die Blende heran gerückt ist, was das Bild vergrößert. Im Lochkameramodell ist die Kamera lorentzkontrahiert. Die Schülerinnen und Schüler haben Modul 3.1 absolviert und kennen die Lorentzkontraktion (Modul 5. Ableitung der speziellen Lorentztransformation ). Es wird den Schülerinnen und Schülern die Kameraposition des jeweils ersten - und bei Bedarf auch letzten - Bildes der Computerfilme zum Durchflug des Brandenburger Tores mitgeteilt (Tab. 1). Die Beobachtung, dass die Startbilder in der Größe recht ähnlich sind, führt direkt zu der Problemfrage. Tab. 1: Infos zur Bildauswertung Geschwindigkeit Kameraposition Startbild in LE (Längeneinheiten) Kameraposition Endbild in LE (Längeneinheiten) 0,01 c 70 -2 0,50 c 46 -2 0,90 c 24 -7 0,95 c 16 -12 0,99 c 8 -28 Warum sind unterschiedliche Startpositionen gewählt worden beziehungsweise warum sind bei den verschiedenen Flügen die Bilder des Tores bei identischer Kameraposition unterschiedlich groß? Hinweise zum Einsatz der Materialien Falls eine genügend schnelle Internetanbindung und genügend Speicherplatz vorhanden sind, kann die Lehrkraft die Originaleinzelbilddateien der Filme im Schulnetz zur Auswertung speichern. Andernfalls wird auf die interaktiven Online-Materialien zurückgegriffen, die ausgewählte und skalierte Einzelbilder zur Ausmessung am Bildschirm bereitstellen. Schon ein rein optischer Vergleich dieser Bilder zeigt die mit wachsender Geschwindigkeit abnehmende Größe des Tores. In beiden Fällen werden die in Modul 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung beim Ausmessen von Bilddaten gewonnenen Erfahrungen genügen, um die Bildweite für einige Fälle zu berechnen. Ein Vergleich der erhaltenen Werte bestätigt die Lorentzkontraktion der Lochkamera (Bildweite). Online-Arbeitsblätter Die interaktiven Funktionen der Arbeitsblätter arbeiten nicht im Internetexplorer. Bitte verwenden Sie einen anderen Browser (Firefox, Netscape, Mozilla, Konqueror, Opera, Safari). Beachten Sie auch die Hinweise am Ende der Seiten zur Nutzung des Messtools. Brandenburger Tor 1 Kameraposition 8 LE (LE = Längeneinheiten) Brandenburger Tor 2 Kameraposition 16 LE Brandenburger Tor 3 Kameraposition 21,47 LE Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Gefühl für das Wesen und die Eigenschaften der Zeit gewinnen, insbesondere die Begriffe Gleichzeitigkeit und Geschwindigkeit der Zeit näher kennen lernen. die Herkunft unseres natürlichen Zeitsystems (Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute) und den Begriff der Weltzeit verstehen. im Rahmen einer Gruppenarbeit zum Uhrenbau die Begriffe von Zeitmessung und Uhr durchleuchten und eigene weiterführende Ideen verwirklichen. mithilfe des Computers den Uhrenbau dokumentieren und den Mitschülerinnen und Mitschülern vorstellen (zum Beispiel mit einer PowerPoint-Präsentation). die Uhren testen und die Ergebnisse auswerten und beurteilen. einen kurzen Einblick in das Thema "Relativität der Zeit" erhalten, die mit einem Java-Applet veranschaulicht werden kann (Klasse 8). Thema Was ist Zeit? Wie messe ich sie? Autorinnen Ulrike Endesfelder, Kirsten Kalberla Fach Naturwissenschaften, Physik, Technik, Projektarbeit/Projekttag Zielgruppe Klasse 5-8 Zeitraum etwa 2 Doppelstunden Die Unterrichtseinheit zum Uhrenbau eignet sich für den Unterricht im Fach Naturwissenschaften oder Physik, aber zum Beispiel auch für Projekttage. Sie basiert auf einem Angebot der flowventure-Erlebnispädagogik. flowventure wurde im Rahmen der UN-Dekade "Bildung für nachhaltige Entwicklung" ausgezeichnet und bietet für Schulklassen kommerzielle Programme an (siehe Zusatzinformationen). Erste Doppelstunde Die Lernenden werden abwechslungsreich in die Thematik eingeführt und erstellen danach an Bastelstationen in Gruppenarbeit verschiedene Uhrenmodelle. Zweite Doppelstunde Nachdem jede Gruppe ihre Uhr vor der Klasse präsentiert hat, werden alle Uhren zeitgleich getestet. Die gesammelten Daten werden in Heimarbeit ausgewertet. Russell Standard Durch Raum und Zeit mit Onkel Albert: Eine Geschichte um Einstein und seine Theorie, Fischer Verlag (2005), ISBN-13: 978-3596800155 Urike Endesfelder ist Diplom Physikerin und Referentin bei flowventure-Erlebnispädagogik . Die Schülerinnen und Schüler sollen ohne experimentellen Beweis akzeptieren, dass die Lichtgeschwindigkeit für jeden Beobachter konstant ist (vor dieser Situation standen zunächst auch viele Naturwissenschaftler zur Zeit der Veröffentlichung der Relativitätstheorie). aus der vorgegebenen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in Verbindung mit geometrischen Überlegungen eine Gleichung für die Zeitdilatation herleiten (kann auch durch die Lehrerin oder den Lehrer vorgegeben werden). durch Anwendung dieser Gleichung die Auswirkung der Zeitdilatation erkennen und feststellen, dass diese bei "normalen" Geschwindigkeiten äußerst gering ist. Thema Die Einsteinsche Zeitdilatation Autor Manfred Amann Fach Physik Zielgruppe ab Klasse 10 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit), Internetanschluss, Java Runtime Environment , aktiviertes JavaSkript Gerald Kahan Einsteins Relativitätstheorie zum leichten Verständnis für jedermann 2004 Dumont-Verlag (Nachdruck) ISBN 3-8321-1852-7 Kahans Buch ist besser als so manche aktuelle Einsteinjahr-Literatur und sehr gut für interessierte Schülerinnen und Schüler mit mathematischen und physikalischen Grundkenntnissen geeignet. Nigel Calder Einsteins Universum 1980 Umschau-Verlag, Lizenzausgabe Deutscher Bücherbund Auch dieses Buch stellt in seinen Veranschaulichungen nach meinem Empfinden einen Großteil der aktuellen Einsteinliteratur in den Schatten, ist aber leider nur noch antiquarisch erhältlich, zum Beipsiel über amazon.de. Die Grundzüge der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) basieren auf einer einfachen Formel. Nein, nicht E = mc², sondern v = s/t. Ausgehend von zwei einfachen Annahmen lieferten revolutionäre Gedankenexperimente über die Laufzeit von Licht, gemessen von zueinander bewegten Beobachtern, verblüffende neue Erkenntnisse über Raum und Zeit. Und mithilfe des guten alten Pythagoras (Link zur Lernumgebung "Die Satzgruppe des Pythagoras" des Autors bei Geogebra.org) sind auch die zugehörigen Formeln für die Zeitdilatation und die Längenkontraktion schnell hergeleitet. In der Lernumgebung zur Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie können Lehrende und Schülerinnen und Schüler mithilfe der Maus am Monitor Darstellungen und Konstellationen kontinuierlich verändern. Bestimmte Fragestellungen lassen sich so dynamisch verfolgen und überprüfen. Dies ermöglicht einen aktiv-entdeckenden Zugang zu den physikalischen Sachverhalten. So wird die Relativität der Gleichzeitigkeit am Beispiel der Beobachtung eines Lichtblitzes erkundet, der in der Mitte einer fliegenden Rakete gezündet wird. Die Geschwindigkeit des Raumschiffs können die Lernenden dabei variieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bedeutung der Postulate der Speziellen Relativitätstheorie verstehen. die Notwendigkeit einer präzisen Definition von Ort und Zeit eines Ereignisses einsehen. die Relativität der Gleichzeitigkeit als zwingende Konsequenz der Postulate erkennen. die Formel für die Zeitdilatation herleiten und anwenden können. die Formel für die Längenkontraktion herleiten und anwenden können. die Zitate aus Originalarbeiten richtig deuten und dem Gelernten zuordnen können. Thema Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie Autor Claus Wolfseher Fach Physik Zielgruppe Oberstufe Zeitraum mindestens 5 Unterrichtsstunden oder freie Zeiteinteilung bei selbstständiger Bearbeitung außerhalb des Unterrichts Technische Voraussetzungen Internetbrowser mit aktiviertem JavaScript, Java Runtime (JRE Version 1.4 oder höher, kostenfrei) Kinematik der SRT - prägnant und kompakt Weder für die Lehrkraft noch für die interessierten Schülerinnen und Schüler ist es befriedigend, wenn Formeln vom Himmel fallen, insbesondere wenn es um die populäre Relativitätstheorie geht. Andererseits sehen zeitlich knapp kalkulierte Lehrpläne meist nur eine Mitteilung oder einen Hinweis auf die Gleichungen der Zeitdilatation oder der Längenkontraktion vor. Intention der hier vorgestellten interaktiven Lerneinheit ist es daher, die Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie möglichst prägnant und kompakt zu erläutern, ohne auf die Herleitung der zugehörigen Formeln zu verzichten. Die Schülerinnen und Schüler erfahren dabei auch, dass mathematische Grundkenntnisse fundamental, ja hier sogar ausreichend sind, um zu neuen Erkenntnissen zu gelangen. Die erarbeiteten Formeln sollten in Anwendungsaufgaben (beispielsweise Durchqueren der Atmosphäre von Myonen oder Reise zu ?-Centauri) gefestigt werden. In der Unterrichtspraxis führte die Lerneinheit stets automatisch zu Diskussionen, die auf das Zwillingsparadoxon, das Hafele-Keating-Experiment und die Kausalitätsproblematik abzielten und von der Lehrkraft aufgenommen werden konnten. Anknüpfungspunkt für die Dynamik der SRT Auf diese Weise erhalten die Lernenden trotz der Einschränkungen des alltäglichen Unterrichtbetriebs einen über bloße Mitteilungen hinausgehenden Einblick in die SRT, der als Basis für weiterführende, eigenständige Forschungen und als Anknüpfungspunkt für die Dynamik der SRT dienen kann. Einsatzmöglichkeiten und Aufbau der Materialien Die Konzeption der Texte, Zusatzinformationen, Lösungen und die Interaktivität der Lernumgebung werden hier skizziert. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Axiome der Speziellen Relativitätstheorie kennen. die Galilei-Transformation rechnerisch und grafisch anwenden und interpretieren können. Raum-Zeit-Diagramme konstruieren und interpretieren können. die Lorentz-Transformation rechnerisch und grafisch anwenden und interpretieren können. die wichtigsten Phänomene der SRT wie Längenkontraktion und Zeitdilatation angeben und interpretieren können. Geschwindigkeiten relativistisch addieren können. die relativistische Massenzunahme wiedergeben und in Beispielen anwenden können. die Beziehung von Masse und Energie in Einsteins berühmter Äquivalenzformel deuten und die Abhängigkeit der Gesamtenergie und der kinetischen Energie von der Geschwindigkeit beschreiben können. die Äquivalenz von Masse und Energie und die Möglichkeiten der Anwendung verstehen. Thema Online-Kurs "Spezielle Relativitätstheorie" mit GeoGebra Autor Andreas Lindner Fach Physik Zielgruppe Jahrgangsstufe 12 Zeitraum 4-6 Stunden (bei Vertiefung entsprechend mehr) Technische Voraussetzungen Internetbrowser, Java Runtime (JRE Version 1.4 oder höher, kostenfrei); die Mathematiksoftware GeoGebra ist zum Betrachten der Arbeitsblätter nicht Voraussetzung, kann aber zum Erstellen eigener Konstruktionen kostenfrei aus dem Internet heruntergeladen werden. Der Onlinekurs besteht (zurzeit) aus 25 HTML-Seiten mit 13 interaktiven GeoGebra-Applets. Eine ausführliche Besprechung der Kursinhalte würde den hier gegebenen Rahmen sprengen. Aus diesem Grund beschränken wir uns auf allgemeine Hinweise zum Einsatz der Materialien. Generell eignet sich der Online-Kurs zum Einzelstudium, als Ergänzung des traditionellen Unterrichts oder als zusammenfassende Wiederholung des Unterrichtsthemas. Abhängig von dem zur Verfügung stehenden Zeitrahmen bewährt sich neben der Nutzung der Applets ein händisches Rechnen von Aufgabenstellungen, zum Beispiel im Bereich der Längenkontraktion oder der Zeitdilatation. Anschließend können die Ergebnisse mit den interaktiven Arbeitsblättern des Online-Kurses verglichen werden, um die Einsicht zu vertiefen. Auch bei einer intensiveren Auseinandersetzung mit den Minkowski-Diagrammen sollte ein händisches Konstruieren oder ein Konstruieren am Computer durch die Schülerinnen und Schüler angestrebt werden. Gestaltung, Nutzung und Inhalte des SRT-Kurses Hier finden Sie Hinweise zur formalen Aufbereitung der GeoGebra-Applets, zur Nutzung des Online-Kurses sowie eine Übersicht der einzelnen Kapitel und Unterkapitel. Fast alle Zugänge zur Lorentztransformation im Unterricht arbeiten mit einem exzessiven Vorlauf an geometrischen Betrachtungen von Minkowskidiagrammen. Dieser Beitrag stellt eine bedenkenswerte Alternative vor. Computergenerierte Bildsequenzen und Filme, die relativistische Effekte simulieren, bieten in Verbindung mit Java-Applets und interaktiven JavaScript-Messtools faszinierende Möglichkeiten, um nicht nur Interesse für dieses Teilgebiet der modernen Physik zu wecken, sondern auch Kernaussagen der Speziellen Relativitätstheorie anschaulich zu vermitteln. Die naive Annahme, dass bei hohen Geschwindigkeiten alle Körper nur lorentzkontrahiert erscheinen, wird durch einen simulierten Flug durch ein fiktives Brandenburger Tor widerlegt. Ein Klick auf die Grafik mit der gewohnten Ansicht des Gebäudes (oben links) zeigt weitere geometrische Effekte, die durch Retardierung und Lichtaberration zustande kommen. Schülernahe Erklärungen sind möglich. Der modulare Aufbau der Unterrichtseinheit, die in drei verschiedenen Level durchgeführt werden kann, bietet interessante methodische Differenzierungsmöglichkeiten. Eine kurze Übersicht liefert dieses Die Lorentztransformation - Fundament der SRT . Die Autorin dankt Prof. Dr. Hanns Ruder von der Theoretischen Astrophysik der Universität Tübingen und seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, insbesondere Frau PD Dr. Ute Kraus und Herrn Thomas Müller, die die Originaldateien der Simulationsfilme für diese Unterrichtseinheit zur Verfügung gestellt zu haben. Da die Unterrichtseinheit inhaltlich einen weiten Bogen spannt, von der Galileitransformation über die Ableitung der Lorentztransformation bis hin zu Zeitdilatation und Längenkontraktion, beschränkt sich die folgende Liste auf Groblernziele, die jedoch levelabhängig (schnell, genauer, exakt) mit unterschiedlichen Feinlernzielen zu belegen und daher in unterschiedlicher Intensität zu realisieren sind. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Galileitransformation verstehen. das Relativitätsprinzip der klassischen Mechanik kennen (Galileisches Relativitätsprinzip). erkennen, dass die Galileitransformation modifizierungsbedürftig ist. in der Lage sein, die Position eines ruhenden Objektes aus ausgewähltem Datenmaterial zu bestimmen (Computersimulation: Virtuelle Realität des Durchfluges durch ein Tor mit nichtrelativistischer Geschwindigkeit; siehe Modul 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung ). Einblick in Retardierungseffekte gewinnen (Level 1: Modul 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung , Level 2 und 3: Module 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung und 3.2 Frontaler Anflug auf ein Objekt, klassische Retardierung ). Einblick in den Effekt der Lichtaberration erhalten (nur Level 3: Modul 3.3 Seitlicher Vorbeiflug an einem Objekt, Aberration ). wissen, das Einsteins erstes Postulat eine lineare Gestalt der speziellen Lorentztransformation (bezüglich x und t ) erzwingt (siehe Modul 5. Ableitung der speziellen Lorentztransformation ). erkennen, wie die Postulate Einsteins in die Herleitung der speziellen Lorentztransformation eingehen (siehe Modul 5. Ableitung der speziellen Lorentztransformation ). eine elementarisierte Ableitung der Lorentztransformation kennen (siehe Modul 5. Ableitung der speziellen Lorentztransformation ). die Begriffe Punktereignis, Abstand und Gleichzeitigkeit verstehen (nur Level 2 und 3: Module 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation , 6.2 Zeitdilatation und 6.3 Längenkontraktion ). den Begriff des Raum-Zeit-Kontinuums verstehen (erkennen, das räumliche und zeitliche Abstände nicht als voneinander unabhängig angesehen werden können; Level 1: Module 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation und 6.2 Zeitdilatation , Level 2 und 3: Module 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation , 6.2 Zeitdilatation und 6.3 Längenkontraktion ). die Begriffe Längenkontraktion und Zeitdilatation kennen und die Fähigkeit erlangen, die entsprechenden mathematischen Relationen aus der speziellen Lorentztransformation herzuleiten (Level 1: Module 6.2 Zeitdilatation und 6.3 Längenkontraktion , Level 2 und 3: Module 6.1 Punktereignisse und ihre Transformation , 6.2 Zeitdilatation und 6.3 Längenkontraktion ). in der Lage sein, die Lorentzkontraktion einer schnell bewegten Kamera aus ausgewähltem Datenmaterial zu bestimmen (Computersimulation: Virtuelle Realität des Durchflugs durch ein Tor mit relativistischen Geschwindigkeiten; nur Level 3, Modul 6.4 Analyse der Bildgröße eines schnell bewegten Objektes ). Thema Die Lorentztransformation - Fundament der Speziellen Relativitätstheorie Autorin Dr. Sigrid M. Weber Fach Physik Zielgruppe Sek II Zeitraum variabel, je nach Vertiefung und medientechnischen Vorkenntnissen der Schülerinnen und Schüler; als Anhaltspunkt für Level 1: mindestens 6 Stunden plus Hausaufgabenphase (zur Bearbeitung der Aufgaben in Modul 1. Einstieg in das Thema und 3.1 Grundlagen, Zentralperspektive, klassische Retardierung ) Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl für Einzel oder Partnerarbeit, ggf. Beamer, Browser mit Java -Plugin und Plugin zum Abspielen von MP4-Filmen ( QuickTime Player ) sowie aktiviertem JavaSkript. Alternativ zu den Plugins: Plattformabhängige Applikationen zum Ausführen von Java-Applets (Java Engine mit Appletviewer) und zum Abspielen von MP4-Filmen ( QuickTime Player ). Unterrichtsplanung Das Die Lorentztransformation - Fundament der SRT verschafft Ihnen einen Überblick über die möglichen unterschiedlichen Anforderungsniveaus der Unterrichtseinheit, das sind die Level "schnell", "genauer", "exakt", sowie die in den jeweiligen Modulen eingesetzten digitalen Medien. Die Schülerinnen und Schüler sollen das Computeralgebrasystem Derive als universelles mathematisches Werkzeug kennen lernen. mit Derive eine Anleitung für die Erzeugung von Minkowski-Diagrammen entwickeln. Aufgaben aus der Relativitätstheorie sowohl grafisch als auch rechnerisch mit Derive lösen können. die Bedeutung von Minkowski-Diagrammen erkennen. erkennen, dass die Erhaltungssätze der Mechanik in der Relativitätstheorie eine neue Bedeutung bekommen. Thema Minkowski-Diagramme mit Derive Autor Rainer Wonisch Fach Physik Zielgruppe Jahrgangstufe 12 oder 13, Grund- oder Leistungskurs Zeitraum 10-12 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Beamer (Lehrerdemonstration), Rechner in aus reichender Anzahl für Partner- oder Gruppenarbeit Software Derive; Infos zur Software finden Sie in der (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:355022) im Mathematik-Portal von Lehrer-Online Die hier beschriebene Unterrichtseinheit setzt voraus, dass der Unterricht zur Relativitätstheorie bereits bis hin zu den Minkowski-Diagrammen gediehen ist. Auch eine zeichnerische Umsetzung ist schon durchgeführt worden, so dass die ersten Teile der Unterrichtseinheit aus physikalischer Sicht eine Wiederholung sind. Es wird nicht vorausgesetzt, dass die Schülerinnen und Schüler reichlich Übung im Umgang mit dem Computeralgebrasystem (CAS) Derive haben, obwohl dies nicht schaden könnte. Lehrkräften, die im Umgang mit Derive noch nicht so geübt sind, wird die Erstellung von Minkowski-Diagrammen mithilfe einer Anleitung im PDF-Format Schritt für Schritt erläutert. Die an die Schülerinnen und Schüler gestellten Anforderungen sind auch von einem Grundkurs zu bewältigen. Wenn man den letzten Teil der Unterrichtseinheit mit der Behandlung der Erhaltungssätze sehr ausführlich behandeln möchte, dann benötigt man zu den in der Kurzinformation angegebenen 10-12 Stunden noch etwa vier zusätzliche Unterrichtstunden. Vorgeschlagen wird eine Mischung aus lehrerzentriertem, fragend-entwickelndem und schülerzentriertem Unterricht. Vorschlag für den Unterrichtsverlauf (Teil 1) Typische Probleme der Speziellen Relativitätstheorie (Stunde 1 bis 8) Vorschlag für den Unterrichtsverlauf (Teil 2) Betrachtung der Erhaltungssätze für Impuls und Energie (Stunde 9 und 10 beziehungsweise 9 bis 12)

In dieser Unterrichtsreihe wird der Gegenwartsschriftsteller Martin Walser unter die Lupe genommen. Die – beabsichtigten oder ungewollten – Skandale durch seine Veröffentlichungen und seine Reden bieten in vielerlei Hinsicht Anlass, über unsere Sprache, ihre Wirkung, ihre Geschichte und ihre mediale Inszenierung nachzudenken. Martin Walser gilt als streitbarer Schriftsteller, der insbesondere durch seine Friedenspreisrede 1998 und durch die Publicity zu seinem Buch ?Tod eines Kritikers? 2002 in die Schlagzeilen geraten ist. Die Meinungen über ihn sind geteilt und ebenso streitbar wie er selbst: Zeugen seine Äußerungen und literarischen Werke von einem politisch motivierten Antisemitismus oder lässt sich vielmehr eine verkaufsfördernde Marketingstrategie ausmachen, die den Schriftsteller Walser publikumswirksam in Szene setzt? Diese Reihe ermöglicht den Lernenden eine neue Herangehensweise an den Autor, indem sie die medienunterstützte Wirkung auf sein Publikum erfahren und zudem in eine realitätsnahe Reflexion über die Entwicklung und Wirkung von Sprache eintauchen. Der Computer gibt ihnen die Gelegenheit, vom Rezipienten eines literarischen Werkes zu dessen Partizipienten zu werden. Diese Unterrichtsreihe ist eine Art Forschungsprojekt, in dessen Mittelpunkt die Auseinandersetzung mit der Wirkung und medialen Inszenierung von Sprache steht. Durch produktionsorientiertes Arbeiten - insbesondere mit Computer und Internet - haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, die Bedeutung des Schreibens und die Konsequenzen einer öffentlich gemachten Meinung realitätsnah zu erfahren. Martin Walser im Unterricht Viele Gründe sprechen für die Beschäftigung mit Martin Walser im Rahmen eines handlungs- und ergebnisorientierten Unterrichtsprojekts. Allgemeine Hinweise zur Unterrichtsreihe Diese Seite enthält allgemeine Informationen zur Gestaltung der Unterrichtsreihe und weitere Möglichkeiten zur Anbindung der Thematik. Ablauf der Unterrichtsreihe Hier finden Sie eine Übersicht über die einzelnen Unterrichtsmodule, die nach den jeweiligen Anforderungen der konkreten Unterrichtssituation umgestellt oder angepasst werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen das literarische Schaffen Walsers in einen zeitbezogenen Kontext. fertigen ein Gesellschaftsporträt Deutschlands von 1955 bis zur Gegenwart an. erarbeiten die Friedenspreisrede von Martin Walser und ordnen sie in ihren Kontext ein. erarbeiten Wortfelder und Wortfamilien zu thematisch passenden Begriffen. finden rhetorische Mittel in einem Text, hinterfragen ihre Funktionalität und Wirkung und wenden selbst literarische Gestaltungsmittel an. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten und präsentieren eine PR-Strategie für Walsers Buch "Tod eines Kritikers" in einer Simulation. schreiben selbst eine Rede (als Antwort auf die Walser-Rede). lesen einen längeren Text kursorisch und entwickeln eigene Strukturierungshilfen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen im Internet gezielt nach Informationen. setzen Word als Hilfsmittel bei der Textarbeit. setzen einen längeren Sachtext in einen optisch ansprechenden Hypertext um. verfassen eigene Reden und Stellungnahmen am PC und machen der Klasse zugänglich. kreieren in Word oder FrontPage eine eigene PR-Kampagne für eine Buchveröffentlichung. Erschwerter Zugang Wenn Schülerinnen und Schüler sich mit Martin Walser beschäftigen (müssen), dann meist im Zusammenhang mit der Novelle "Ein fliehendes Pferd". Die Begeisterung für den Menschen und Schriftsteller selbst hält sich in Grenzen, die Beschäftigung mit Walser als Person beschränkt sich oftmals auf ein Referat über seine Biografie, bei dessen Präsentation die Schülerinnen und Schüler bei den Worten "Ich erzähl' euch jetzt mal was über Martin Walser" schon abschalten. Spiegelung des "Durchschnittsmenschen" Gerade der Schriftsteller Walser eignet sich jedoch gut dazu, mit den Schülerinnen und Schülern ein Spiegelbild-Porträt zwischen seinem literarischen Schaffen und der Entwicklung der Gesellschaft aufzustellen. Die Figur des Helmut Halm, die heutigen Lernenden nur ein müdes Gähnen entlockt - keine Spur eines Skandals oder einer Anrüchigkeit - war zu ihrer Zeit sehr umstritten, nahm sie doch den "Otto Normalverbraucher" der 1970er Jahre sehr kritisch und süffisant unter die Lupe. Da half damals auch alles Autobiografische nicht mehr. Diese Spiegelung des Durchschnittsmenschen der Gesellschaft - die auch schon in "Ehen in Phillipsburg" zu erkennen ist - zieht sich durch Walsers Schaffenswerk. Skandale als gesellschaftliches Phänomen Für Schülerinnen und Schüler kann Martin Walser dann spannend werden, wenn sie diese Linie zu Ende zeichnen: Die Friedenspreisrede von 1998, die zu ihrer Zeit für großes Aufsehen sorgte, tat dies, weil die Gesellschaft durch die Holocaust-Mahnmaldebatte, durch die Anschläge von Mölln und Solingen (wieder) eine neue Empfindlichkeit gegenüber dem Thema "Umgang mit der Vergangenheit" entwickelte. Spannendes "Dokument der Langeweile" Der nächste Skandal - hausgemacht oder unbeabsichtigt - ging einher mit dem Erscheinen des Buches "Tod eines Kritikers". Der Wind, den die Presse im Vorfeld um dieses Buch machte - Vorwürfe des Antisemitismus sind noch die harmlosesten, "ein Dokument des Hasses" das gängigere Schlagwort - war nicht annähernd geeignet, die Langeweile, die viele Leserinnen und Leser bei der Lektüre des Buches ergriff, wegzublasen. Aber die Lektüre unter dem Gesichtspunkt, die Vorwürfe gegenüber dem vermeintlichen Inhalt des Buches, zu bestätigen oder zu entkräften, macht auch dieses "Dokument der Langeweile" interessant. Wirkung von Sprache erfahren Gerade die Arbeit mit dem Computer, die Möglichkeit der Veröffentlichung der eigenen Meinung im Internet und die Arbeit mit einem Textverarbeitungsprogramm ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, nicht nur als Rezipienten am Text zu arbeiten, sondern aktiv am Schaffensprozess von Literatur teilzuhaben. Die eigene Meinung erhält eine viel höhere Gewichtung, wenn die Möglichkeit der Veröffentlichung gegeben ist. Gleichzeitig zeigt sie aber auch die Bedeutung des geschriebenen Wortes und die Konsequenzen einer öffentlich gemachten eigenen Meinung, so dass die Schülerinnen und Schüler über diesen medienkundlichen Aspekt die Wirkung von Sprache selbst erfahren. Unabhängiger Einsatz der Module Die vorgestellte Unterrichtsreihe besteht im Wesentlichen aus zwei Modulen. Das erste befasst sich mit der Friedenspreisrede von Martin Walser aus dem Jahr 1998. Diese Rede kann auch abgekoppelt vom nachfolgenden Modul behandelt werden. Sie kann dann nicht nur in der Sekundarstufe II, sondern auch in einer zehnten Klasse eingesetzt werden. Ebenso kann auch die Behandlung des Buches "Tod eines Kritikers" als unabhängiges Modul ohne die Friedenspreisrede behandelt werden. Blick über den Tellerrand Das Interessante an den beiden genannten Modulen ist, dass die Schülerinnen und Schüler einen Autor von mehreren Seiten betrachten können. Sie blicken "über den Tellerrand" eines Werkes, einer politischen Rede hinaus und können wie in einem Forschungsprojekt den Autor mit einem Großteil seines Werkes kennen lernen. Die Schülerinnen und Schüler können zudem sehr selbstständig arbeiten, denn im Netz finden sie zu den unterschiedlichsten Themen gute Informationen. Sie erfahren sich als Partizipienten an einem literarischen Werk, wenn sie selbst die Möglichkeit zur Veröffentlichung erhalten. Offener thematischer Einstieg Der Einstieg in die Thematik wurde hier absichtlich offen gelassen. Alltägliche Geschehnisse, andere Politikerreden, Eröffnungen von Gedenkstätten und Ähnliches ermöglichen einen sehr viel aktuelleren Einstieg in das Thema als eine vorgegebene Struktur. Zudem können auch die Voraussetzungen, die die Schülerinnen und Schüler aus dem bisherigen Unterricht mitbringen, stark variieren. So wählt eine Lehrkraft, die im Vorfeld ein anderes Walser-Buch behandelt hat, einen anderen Einstieg als die Lehrkraft, die im Unterricht "politische Reden" thematisiert. Neben der geschilderten Möglichkeit der Reihengestaltung kann die Thematik noch in anderen Zusammenhängen unterrichtet werden. Projekt: Nachdenken über Deutschland Die Friedenspreisrede von Martin Walser ist ein Bestandteil dieser Reihe und dient als Ausgangspunkt für Überlegungen, wie mit der NS-Vergangenheit angemessen umgegangen werden kann. Neben dieser Rede können beispielsweise die Reden von Martin Hohmann, Auszüge aus der Holocaust-Mahnmal-Debatte und auch Auszüge aus dem Historikerstreit der 1980er Jahre thematisiert werden. Die Zusammenarbeit mit dem Geschichtsunterricht und dem Politik/SoWi-Unterricht bietet sich an. Politische Reden als literarische Gattung Die Friedenspreisrede Martin Walsers wird eingebettet in die Auseinandersetzung mit politischen Reden unterschiedlichster Art als Beispiel für die Rede als literarische Gattung der Darstellung von Selbst- und Fremdwahrnehmung. Hier bietet sich die Zusammenarbeit mit dem Pädagogik-Unterricht an. Politische Reden: Was macht eine Rede zur "Rede des Jahres"? Das Institut für Allgemeine Rhetorik an der Universität Tübingen kürt jährlich die "Rede des Jahres". Auf dieser Seite finden sich neben den Texten der jeweiligen Reden auch die Begründungen der Juroren. Sprachwissenschaftlich können die Schülerinnen und Schüler hier erforschen, was eine Rede auszeichnet, wie sie sprachlich und inhaltlich aufgebaut sein sollte, welche Gemeinsamkeiten die Reden des Jahres haben. Die Möglichkeit des Verfassens eigener Reden oder des Erstellens eines Kriterienkatalogs, mit dem Reden beurteilt werden können, bietet sich an. Hiermit kann besonders methodisches Arbeiten geschult und vertieft werden. Uni Tübingen: Walsers "Friedenspreisrede" als Rede des Jahres 1998 Umgang mit der eigenen Vergangenheit in Literatur und Film Die Diskussionen und der Film "Der Untergang" selbst sind Bestandteile dieses Unterrichtsvorhabens, ebenso wie Bücher wie "Die Welle" oder "Jugend ohne Gott". Im Mittelpunkt stehen dabei die Auseinandersetzung mit der NS-Vergangenheit in Deutschland und die Möglichkeiten der literarischen Verarbeitung. Die Zusammenarbeit zum Beispiel mit dem Kunstunterricht (Vergangenheitsbewältigung in der Kunst) ist hier möglich. Literatur im Spiegel der Öffentlichkeit Der Fokus liegt hier auf der Veröffentlichung des Buches "Tod eines Kritikers". Ausgehend von diesem Beispiel werden exemplarisch die Veröffentlichungen verschiedener literarischer Werke sowie die im Vorfeld erschienenen Pressemeinungen betrachtet. Es bietet sich hierbei an, auch auf Mitschnitte beispielsweise des "Literarischen Quartett" zurückzugreifen und die dort erfolgten Buchbesprechungen mit eigenen oder anderen Eindrücken zu vergleichen. Bei Fernsehmitschnitten ist jedoch darauf zu achten, dass es sich nicht um private Aufnahmen handelt (diese sind urheberrechtlich problematisch), sondern diese direkt vom Sender zu beziehen (zum Beispiel: ZDF-Mediathek, Online-Sendungen). Martin Walser - ein umstrittener Schriftsteller Unterrichtsmodule Das Unterrichtskonzept enthält hervorragend aufbereitetes Material und viele Anregungen zur Umsetzung im Unterricht. Vor allem durch die Modulstruktur ist es möglich, die Ideen an die eigene Lerngruppe und deren Bedürfnisse anzupassen. Auf diesem Wege ein herzliches Dankeschön an Svenja Engemann. Marcel Thimm, 22.05.2007 Der Text der Rede ist sehr lang; als Word-Dokument umfasst er sieben Seiten. Auch eine mögliche Kürzung verringert den Umfang nur um eine Seite, wenn man vermeiden will, mit der Kürzung auch gleichzeitig eine Interpretation vorzunehmen. Dennoch bieten sich mehrere Alternativen der ersten Annäherung an. Martin Walser - Friedenspreisrede 1998 (pdf) Den Text der Rede finden Sie zum Beispiel hier. Variante 1: Gekürzte Fassung Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine gekürzte Fassung. Beispielsweise kann der Teil der Rede gestrichen, der die Inhaftierung Rainer Rupps thematisiert. Diese Kürzung ist problematisch wie jede andere auch. Auf diese Art bleibt das Diskussionswürdige und Streitbare hinsichtlich des Vorwurfs "Antisemitismus" bestehen, worauf sich die Entgegnungen von Bubis, von Dohnanyi und Wiesel beziehen. Selbstverständlich können auch andere Kürzungen vorgenommen werden, etwa die Verweise auf die Literaten des 19. Jahrhunderts. Variante 2: Originalfassung Wenn die Schülerinnen und Schüler mit der Originalrede arbeiten, sollten sie mehrere Tage Zeit zur ersten Bearbeitung und Lektüre haben. Der Arbeitsauftrag könnte dann lauten, die Rede in Sinnabschnitte einzuteilen, thematische ähnliche Abschnitte zusammenzufassen oder zusammenzuschreiben (mithilfe von Word). Variante 3: Auszüge der Rede in Gruppenarbeit und Gruppenpuzzle Eine dritte Variante wäre, den Schülerinnen und Schülern arbeitsteilig bestimmte Abschnitte der Rede an die Hand zu geben. Die Rede kann hierfür in Teilabschnitte untergliedert werden (der Vorschlag enthält sieben Abschnitte). Die Schülerinnen und Schüler erhalten in Gruppen jeweils einen der Abschnitte (mit Titel und Verfasser der Rede) mit dem Arbeitsauftrag, den Inhalt des Abschnittes mit eigenen Worten kurz wiederzugeben und Schlüsselbegriffe/Schlagworte herauszuschreiben. Diese Variante bietet sich auch für weniger leistungsstarke Kurse an, weil die gesamte Rede arbeitsteilig und im Gruppenpuzzle aufgearbeitet werden kann. Die Arbeitsaufträge 6 und 7 sollten erst dann verteilt werden, wenn die Schülerinnen und Schüler selbst erarbeitet haben, dass ihnen Ausschnitte aus derselben Rede vorliegen. Nach der Bearbeitung von Punkt 6 sollten eine oder zwei der Gruppen die von ihnen zusammengesetzte Rede im Plenum präsentieren. Erscheint das zu zeitaufwändig, können die Schülerinnen und Schüler die Redeausschnitte in Word bearbeiten und im Gruppenpuzzle zusammensetzen. Über den PC können dann die Gruppen die bearbeiteten Reden (Reihenfolge, Schlüsselbegriffe) mitlesen und verfolgen. Ein Ziel der Präsentation ist auch hier, dass die Schülerinnen und Schüler im Kurs Schlüsselbegriffe und Schlagworte der Rede erarbeiten. Bei der Durchführung der Reihe in einem Oberstufenkurs wurde deutlich, dass eine Abgrenzung der Begriffe Schlagwort und Schlüsselbegriff sinnvoll ist. Je nachdem, wie diese Begriffe bislang im Unterricht verwendet wurden, ist es sinnvoll, im Vorfeld zu klären, was die Schülerinnen und Schüler unter Schlagwort und Schlüsselbegriff verstehen und entsprechend die Formulierung in der Aufgabenstellung zu ändern. Schlagwort Mit "Schlagwort" verbinden die Schülerinnen und Schüler solche Begriffe, die besonders augenfällig sind, die eine bestimmte Reaktion beim Leser auslösen; sie müssen aber nicht zwangsläufig den Inhalt der Rede widerspiegeln. Schlagworte spiegeln auch oft den Eindruck des Lesenden zum Text wieder, müssen diesem aber nicht direkt entnommen sein. Die Konnotation bei "Schlagwort" ist emotional. Schlüsselbegriff "Schlüsselbegriffe" dagegen werden direkt dem Text, der Rede entnommen, sie dienen der Strukturierung eines Textes. Ihre Benennung erfolgt nach sachlichen Kriterien des Textverständnisses. Assoziationsübungen Die Schülerinnen und Schüler sammeln zunächst ihre Assoziationen zu den Begriffen "Mond" und "Vergangenheit" (zum Beispiel in Form einer Mindmap). Anschließend verfahren sie genauso mit den herausgearbeiteten Schlüsselbegriffen aus der Walser-Rede. Die Übungen "Mond" und "Vergangenheit" können auch gemeinsam mit dem Kurs durchgeführt werden. Als Arbeitsblatt bieten sie sich als mögliche Hausaufgabe an. Wenn Sie die Schülerinnen und Schüler sowohl nach Schlüsselbegriffen als auch nach Schlagworten haben suchen lassen, sollten jetzt auch getrennt voneinander Mindmaps zu den jeweiligen Begriffen erstellt werden. "Mindjet MindManager" ist ein Programm zur schnellen und einfachen Erstellung von Mindmaps am Computer. Über die folgende Adresse besteht die Möglichkeit, das Programm Mindjet MindManager zur Erstellung von Mindmaps für Schulen downzuloaden. Einen Link zur detaillierten Beschreibung des Programms finden Sie auf der Startseite dieses Beitrags unter "Zusatzinformationen". cotec.de: Mindjet MindManager Auf dieser Seite kann eine kostenlose Schullizenz angefordert und anschließend das Programm MindManager heruntergeladen werden. Zum Schreiben anregen Wenn Ihnen die Zeit zur Verfügung steht und die Schülerinnen und Schüler die Motivation zum eigenen Schreiben mitbringen, sollte dieser Schritt in jedem Fall durchgeführt werden. Denn die Schülerinnen und Schüler haben hier die Möglichkeit, vom Rezipienten zum Partizipienten der Rede zu werden. Anderenfalls kann dieser Schritt auch übersprungen werden und die Schülerinnen und Schüler können direkt im Netz nach den Entgegnungen auf die Walser-Rede recherchieren. Schlüsselbegriffe und Konnotationen als Grundlage Als Grundgerüst für das Verfassen einer Gegenrede oder eines offenen Briefes können die Schlüsselbegriffe und Konnotationen dienen, die zuvor von den Schülerinnen und Schülern erarbeitet wurden. Die Beschäftigung mit den Schlüsselbegriffen und den damit verbundenen Konnotationen dürfte bereits zu einigen Diskussionen geführt haben, etwa über die Angemessenheit der Wortwahl oder die emotionale Aufladung einiger Begriffe. Die von den Schülerinnen und Schülern verfassten Texte können von den Mitschülerinnen und Mitschülern gelesen und bearbeitet werden. von den Mitlernenden rezensiert werden. mit den Entgegnungen von Bubis, Wiesel, von Dohnanyi oder anderen verglichen werden. Bestandteile einer Homepage zu Martin Walser werden. im Intranet der Schule veröffentlicht werden. im Internet, beispielsweise über lo-net, veröffentlicht werden. Anschluss an aktuelle Debatten (Fertigstellung des Holocaust-Mahnmals) bieten. Grundlage sein für eine eigene literarische Auseinandersetzung mit dem Thema "Umgang mit der eigenen Geschichte und Vergangenheit". für eine verfremdende Umformung in eine andere literarische Form (Gedicht, Kurzgeschichte, Parabel oder Ähnliches) durch einen anderen Schüler oder eine andere Schülerin herangezogen werden. Dieses Modul bietet auch die Möglichkeit zur Öffnung für fächerverbindendes Arbeiten oder als Vorbereitung auf einen Projekttag/eine Lesung zum Thema. Entgegnungen im Internet recherchieren und als Hypertext verfassen Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet Entgegnungen auf die Walser-Rede und erarbeiten die Reden von Bubis und von Dohnanyi sowie den offenen Brief von Wiesel. Anschließend gestalten sie eine der Entgegnungen als Hypertext, um grundlegende Aspekte der Erstellung und Gestaltung von Hypertexten kennen zu lernen. Alternativer Einstieg in die Unterrichtsreihe Dieser Baustein kann auch als Einstieg in die Reihe genutzt werden. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten in drei Gruppen unterteilt die Reaktionen von Ellie Wiesel, Klaus von Dohnanyi und Ignatz Bubis und überlegen dann gemeinsam (über Schlüsselbegriffe), welche Rede diesen Entgegnungen zugrunde liegen könnte. Auch hier kann man sie zunächst selbst diese Rede verfassen lassen und ihnen dann den Originaltext von Walser reichen. Im Mittelpunkt steht auch hier die Methode der Wortfeld-Forschung und Bestimmung von Schlüsselbegriffen. Fächerübergreifendes Arbeiten Dieser Baustein kann als Ausgangspunkt genutzt werden, um von Martin Walser zum Thema "Umgang mit der Vergangenheit" überzuleiten und thematisch die Verbindung zum Geschichtsunterricht oder Politikunterricht herzustellen. Die Lernenden recherchieren im Internet Informationen zu Leben und Werk Martin Walsers und verfassen einen entsprechenden Zeitungsartikel oder Hypertext. Alternative zur Bearbeitung der Biografie Wenn Sie bereits eine Lektüre von Martin Walser im Unterricht behandelt haben, erübrigt sich die nochmalige Erarbeitung seiner Biografie. Dieser Baustein kann insofern verändert werden, als Sie dann den zeitgeschichtlichen Kontext der Friedenspreisrede von den Schülerinnen und Schülern erarbeiten lassen können. Einstieg in die Unterrichtsreihe Sie können in die Reihe auch mit diesem Baustein einsteigen und den Schwerpunkt zunächst auf das Buch "Tod eines Kritikers" legen. Dieser Einstieg kann dafür genutzt werden, einen literarischen und gesellschaftskritischen Vergleich mit der gegebenenfalls schon gelesenen Lektüre von Martin Walser herzustellen. Wahl der Lektüre Ferner kann dieser Baustein genutzt werden, um die Schülerinnen und Schüler eine Lektüre von Martin Walser auswählen zu lassen. Die Friedenspreisrede kann optional im Vorfeld als "erster Kontakt" mit Martin Walser genutzt werden. Die Bausteine "Reaktionen auf die Rede" und "Auseinandersetzung mit Leben und Werk Walsers" können auch zusammengefasst und von den Schülerinnen und Schülern in Gruppen arbeitsteilig erarbeitet und dann präsentiert werden. Wenn die Schülerinnen und Schüler Hypertexte erstellen, können sie damit eine eigene Homepage zu Martin Walser einrichten. Sorgfältige Planung Dieser Arbeitsschritt muss sehr sorgsam geplant werden, damit sich das Thema des Unterrichts nicht verschiebt und die Schülerinnen und Schüler allgemein etwas zu "Werbung" erarbeiten. Das AIDA-Prinzip Die Schülerinnen und Schüler sollen ihrer Kampagne das AIDA-Prinzip zugrunde legen. AIDA ist eine Abkürzung für die wichtigsten Aspekte, die eine Werbung enthalten soll: Attention, Interest, Desire, Action. Die folgenden Links mit näheren Erläuterungen zu AIDA finden die Gruppen auch auf ihren Arbeitsblättern. Teleunterricht.de: AIDA-Prinzip Auf dieser Seite finden Sie konkrete Beispiele, mit welchen Mitteln die einzelnen Aspekte von AIDA umgesetzt werden können. Im nächsten Arbeitsschritt recherchieren die Schülerinnen und Schüler im Internet Reaktionen der Presse und der Öffentlichkeit auf das Buch, die sie anschließend in einer Collage zusammenstellen. Sie vergleichen die öffentlichen Reaktionen mit ihrer eigenen PR-Kampagne. Proben der Situation "Talkshow" Eine intensive Vorbereitung des Rollenspiels ist wichtig. Vorbereitung meint hierbei nicht nur die inhaltliche, die durch die Unterrichtsmodule ohnehin erfolgt, sondern vor allem eine methodische. Je nachdem, wie gut die Schülerinnen und Schüler mit der Methode Rollenspiel vertraut sind, ist es notwendig, die nachzuspielende Situation "Talkshow" in Modellen schon kennen gelernt zu haben. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass eine Hausaufgabe "fiktives Interview mit Martin Walser oder Ignatz Bubis" nicht nur vorgelesen, sondern von zwei Schülerinnen oder Schülern vorgespielt wird. Eine Abend-Talkshow ansehen Des Weiteren sollten die Schülerinnen und Schüler zumindest einmal die Hausaufgabe erhalten, sich zu Hause eine Talkshow anzusehen, und zwar eine aus dem Abendprogramm. Abstand ist zu nehmen von den einschlägigen Sendungen auf den privaten Sendern im Nachmittagsprogramm. Vielleicht passt auch das Thema einer Abend-Talkshow (beispielsweise einer Polit-Talkshow) zum Unterrichtsthema. Rollen festlegen Die Prominenten, in deren Rolle die Schülerinnen und Schüler schlüpfen, sollten ihnen in jedem Fall aus dem bisherigen Unterricht bekannt sein. Neben den "beteiligten Akteuren" wie Walser selbst oder Ignatz Bubis können auch diejenigen Personen, die das Buch rezensiert oder die Rede kommentiert haben, als Talkgäste auftreten. Wichtig ist, dass sich die Lehrkraft weit genug im Vorfeld mit den Schülerinnen und Schülern einigt, welche Rollen vorkommen sollen. Vorbereiten auf die jeweilige Rolle Die Schülerinnen und Schüler, die für die Rollen in der Talkshow vorgesehen sind, müssen sich intensiv auf die Rolle vorbereiten, also Hintergrundinformationen über die Person haben und ihre Meinung zu wichtigen Themen kennen. Dies gilt in besonderer Weise für den Moderator oder die Moderatorin. Diese oder dieser hat mit den Fragen an die Gäste dafür zu sorgen, dass konkret zum Thema diskutiert wird und bestimmte Gesprächsregeln befolgt werden. Regeln für die Talkshow festlegen Gerade bei diesem sehr streitbaren Autor ist es wichtig, dass das Rollenspiel nicht in "Klamauk" ausartet. Die Regeln für die Talkshow müssen im Vorfeld festgelegt sein. Es sollte festgelegt werden, wie lange das Rollenspiel dauern soll. ob die Zuschauerinnen und Zuschauer Fragen stellen dürfen. ob die Gäste nur eine bestimmte Redezeit haben. wer die Fragen stellt. wer das Wort erteilt. welche Fragen abzuhandeln sind. Für Atmosphäre sorgen Es sollte die einer Talkshow angemessenen Atmosphäre herrschen. Der Raum sollte schon vor dem Rollenspiel hergerichtet sein, das heißt, Tische und Stühle müssen entsprechend umgestellt sein. Ferner kann - je nach Motivation der Klasse - mit kleinen Accessoires die Atmosphäre etwas authentischer gestaltet werden (Jinglemusik einer Sendung, Jackett für den Moderator oder die Moderatorin und Ähnliches). Beobachtungsaufträge verteilen Die Schülerinnen und Schüler, die nicht an der Talkrunde teilnehmen, erhalten Beobachtungsaufträge, die sich sowohl auf die darstellerische als auch auf die inhaltliche Leistung beziehen. Das Rollenspiel dokumentieren Auf Spielereien wie ein Mikrofon sollte verzichtet werden. Sinnvoll ist aber, das Spiel fotografisch zu dokumentieren. Die Fotos können noch sehr gut weiterverwendet werden, beispielsweise für eine Homepage oder für eine kreative Hausaufgabe (Fotos mit Sprech- und Denkblasen versehen). Rolle der Lehrkraft Die Lehrperson sollte sich ganz aus dem Rollenspiel zurückziehen. Durch eine festgelegte Zeitspanne und die Regeln für die Talkshow ist die Gefahr des Ausartens gering. Wird das Rollenspiel dagegen zu "flach", weil die Inhalte fehlen, ist es besser, das Spiel abzubrechen. Das Rollenspiel muss in jedem Fall ausgewertet werden. Zum einen erfolgt eine methodische Auswertung, bei der zunächst die Akteurinnen und Akteure, dann die Zuschauenden befragt werden, wie sie das Übernehmen einer Rolle/das Spiel insgesamt fanden. Zum anderen wird nach inhaltlichen Kriterien ausgewertet, wobei wichtige Aspekte der bisherigen Unterrichtsstunden nachgefragt und überprüft werden. Mattes, Wolfgang: Methoden für den Unterricht. 75 kompakte Übersichten für Lehrende und Lernende. Paderborn, Braunschweig 2002 (Schöningh-Verlag).

Der Begriff "Islam" ist allen Schülerinnen und Schülern aus den Nachrichten hinreichend bekannt, der persönliche Umgang mit Musliminnen und Muslimen in der Schule ist alltäglich. Dennoch fehlt es häufig an elementaren Kenntnissen über die Religion des Islam. Diese Einheit vermittelt Grundwissen. Obwohl der Islam bereits in der Sekundarstufe I auf dem Lehrplan steht, ist das tatsächliche Wissen über den Islam eher rudimentär. Meinungen, Wissen und Vermutungen mischen sich. Es ist nicht davon auszugehen, dass die Schülerinnen und Schüler eingehende Kenntnisse über das Verbreitungsgebiet des Islam oder Mohammeds Biographie besitzen. Mit dem Islam verbinden sie in erster Linie die Türkei und arabische Staaten. Um an einem Dialog mit dem Islam sinnvoll teilnehmen zu können, müssen die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II Kenntnisse über den Islam besitzen. Für die verantwortliche Teilnahme an Diskussionen sind außerdem Kenntnisse über die Moschee, den Koran und die fünf Säulen des Islam wichtig. In zwei Doppelstunden erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler durch ein Lernen an Stationen die Grundlagen des Islam. In einem Lernweg-Heft notieren sie ihre Ergebnisse. Falls das Thema im Ethikunterricht stattfindet, wird es eigene Erfahrungen bei den Lernenden mit der Religion geben, im Religionsunterricht dagegen weniger. Daher bietet es sich an, die direkten Lebenswelterfahrungen von Mitschülerinnen und Mitschülern in den Unterricht einzubinden, eventuell fächerübergreifend. Ebenso gibt es regionale Fragestellungen, die den Lebensweltbezug herstellen können, wie zum Beispiel der Bau einer Moschee in der Gemeinde oder Stadt. Didaktische Überlegungen Hier werden einige didaktische Überlegungen zu Themenauswahl und Einbindung in den Unterricht erläutert. Unterrichtsablauf: "Islam und Mohammed" In der ersten Doppelstunde werden alle Inhalte des Themas "Grundlagen des Islam" zunächst reduziert betrachtet. Unterrichtsablauf: "Koran, fünf Säulen und Moschee? In der zweiten Doppelstunde wird das Thema "Moschee" zunächst nur in religionskundlicher Hinsicht betrachtet. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen ihr Vorwissen zum Islam auffrischen. das Verbreitungsgebiet des Islam darstellen können. das grundlegende Gottesbild des Islam verstehen. den Offenbarungsweg und das Übersetzungsverbot des Korans kennen lernen. die fünf Säulen des Islam und das Verhalten von Muslimen in der Moschee kennen lernen. Bibel und Koran, Jesus Christus und Mohammed, Kirche und Moschee miteinander vergleichen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen eigene Fragen zum Islam formulieren. aus dem Internet allgemeine Informationen zum Islam, zur Biografie Mohammeds, zum Koran, den fünf Säulen des Islam und der Moschee auswerten. ihre Arbeitsergebnisse auf einem Lösungsblatt ("Lernweg") festhalten und präsentieren. Thema Grundlagen zum Islam Autor Andreas Otte Fach Religion/Ethik Zielgruppe Sekundarstufe II, Gymnasium und Berufskolleg Zeitraum zwei Doppelstunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss, Beamer, OHP, je ein Computer für 2 Schülerinnen und Schüler Planung Verlaufsplan Islam 1 Verlaufsplan Islam 2 Das Thema "Islam" ist von hoher Gegenwartsrelevanz für die Schülerinnen und Schüler, da eine ständige Medienberichterstattung stattfindet. Diese fokussiert sich meist auf aktuelle Problemfelder wie Terrorismus, "Ehrenmorde", Kopftuch oder diskutiert beispielsweise die Errichtung muslimischer Moscheen. Den Schülerinnen und Schülern können auch die Medienberichte über angebliche "Koran-Schändungen" und die heftigen Reaktionen der muslimischen Welt noch im Gedächtnis sein. Zudem gibt es bei den Lernenden einen hohen Lebensweltbezug, sei es durch die eigene Geschichte (eher im Ethik- als im Religionsunterricht) oder durch Freunde und Bekannte. Bei den Schülerinnen und Schülern ist demnach eine Fragehaltung gegenüber dem Islam zu erwarten. Wie aktuelle Zeitungsmeldungen betonen, ist die derzeitige Haltung vieler Deutscher dem Islam gegenüber eher ablehnend. Aktuelle Schlagzeilen lauten zum Beispiel: "Deutsche fühlen sich durch Islam bedroht" oder "Demo gegen Moschee: Rechte marschierten mit". Um sich in der zukünftigen Gesellschaft zurechtzufinden und an einem Dialog mit dem Islam sinnvoll teilnehmen zu können, müssen die Schülerinnen und Schüler Kenntnisse über den Islam besitzen. Für die verantwortliche Teilnahme an Diskussionen auf lokaler Ebene ist es darüber hinaus Voraussetzung, dass die Schülerinnen und Schüler wissen, was in einer Moschee überhaupt geschieht. Zentral dafür sind auch Kenntnisse über den Koran und die fünf Säulen des Islam. Exemplarität Anhand ausgewählter Internetseiten informieren sich die Schülerinnen und Schüler über wesentliche Grundlagen des Islam, insbesondere über die Themen "fünf Säulen des Islam" und "Moschee". Zugänglichkeit Die Themen "Grundlagen des Islam", "Koran", "fünf Säulen des Islam" und "Moschee" sind für die Schülerinnen und Schüler zunächst abstrakter Natur. Durch die Auswahl gut verständlicher Internetseiten soll die Zugänglichkeit verbessert werden. Diese Quellen tragen unter anderem durch das verwendete Bildmaterial zu einer höheren Anschaulichkeit und verbesserten Motivation bei. Dies gilt insbesondere beim Thema "Moschee". In der ersten Motivationsphase wird eine Overheadprojektor-Folie mit Fotos einer Moschee und betender Muslime aufgelegt. Dies soll die Aufmerksamkeit der Schülerinnen und Schüler fokussieren, ihr Vorwissen und ihre affektive Haltung zum Islam aktivieren. Anhand der Overheadprojektor-Folie können die Schülerinnen und Schüler dann in der Spontanphase die dargestellte Situation beschreiben und erste Gedanken zum Islam äußern. In der folgenden Konzentrationsphase haben die Schülerinnen und Schüler Gelegenheit zu einer intensiven Auseinandersetzung mit dem eigenen Vorwissen. Sie halten für sich selbst im Lernweg-Heft die Antworten auf die Fragen "Was weiß ich vom Islam?", "Was will ich wissen?", "Was stört mich am Islam?" und "Was finde ich gut?" fest. In der Sammelphase nennen die Schülerinnen und Schüler im Plenum ihr Vorwissen und äußern ihre Fragen zum Islam. Die Lehrkraft notiert diese in Stichpunkten auf drei verschiedenen Plakaten. Diese Plakate zeigen gegebenenfalls den speziellen Informations- oder Diskussionsbedarf der Schülerinnen und Schüler. Die Plakate werden im Verlauf der Unterrichtsreihe als Einstieg in neue Themengebiete verwendet. Die Lehrkraft sollte auf die Vielschichtigkeit und Differenziertheit des Islam hinweisen, zum Beispiel auf das umfassende Verbreitungsgebiet und die Richtungen innerhalb des Islam. Auf die Plakate wird auch am Ende der Unterrichtsreihe noch einmal zurückgegriffen, um den Lernfortschritt zu überprüfen. In der ersten Informationsphase werten die Schülerinnen und Schüler in arbeitsgleicher Partnerarbeit allgemeine Informationen zum Islam aus dem Internet aus. Auf hierfür geeignete Internetseiten werden sie mithilfe der PowerPoint-Datei "Lernweg Islam Grundwissen" geleitet. Ihre Arbeitsergebnisse halten die Schülerinnen und Schüler im Lernweg-Heft fest. Zur zweiten Motivation wird die aus der Vorstunde bereits bekannte Overheadprojektor-Folie (Moschee und Muslime beim Gebet) durch die Lehrkraft aufgeblendet. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die dargestellte Situation. Die Lehrkraft informiert nun kurz darüber, dass das Gebet eine der fünf Säulen des Islam ist. Zur Sicherung lösen die Schülerinnen und Schüler ein mit HotPotatoes erstelltes Kreuzworträtsel. Hier können die Schülerinnen und Schüler selbstständig überprüfen, welche Informationen sie behalten haben. Bei Unsicherheiten bietet das Programm Tipps an. Offene Fragen werden anschließend im Plenum geklärt. Vor der anschließenden zweiten Informationsphase werden die Schülerinnen und Schüler mithilfe von Spielkarten in drei Informationsgruppen (Pik, Herz, Karo) eingeteilt. Innerhalb dieser Gruppen werden Paare gebildet, die sich anhand ausgewählter Links über die Bedeutung der Propheten im Islam und über die Biografie Mohammeds informieren. Die Ergebnisse dieser arbeitsteiligen Partnerarbeit halten die Schülerinnen und Schüler im Lernweg-Heft fest. Paare, die die Informationsauswertung frühzeitig fertiggestellt haben, können ihr Wissen in einem digitalen Kreuzworträtsel überprüfen. Zu der folgenden Austauschphase finden sich die Schülerinnen und Schüler anhand ihrer Spielkarten (7, 8, 9, 10, Bube …) in neuen Gruppen zusammen. In diesen Gruppen erklären sie einander die Ergebnisse ihrer Partnerarbeit. Sie ergänzen ihre eigenen Informationen gegebenenfalls um die Ergebnisse ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler. In einer abschließenden Transferphase vergleichen die Schülerinnen und Schüler im Plenum den Propheten Mohammed mit Jesus Christus. In der Motivationsphase wird den Schülerinnen und Schülern ein Koranexemplar gezeigt. An der Tafel werden die in der Vorwoche erstellten Stichwort-Plakate angebracht. Anhand des Koranexemplars können die Schülerinnen und Schüler dann in der Spontanphase ihr Vorwissen zum Koran äußern. Mitschülerinnen und Mitschüler mit einem eigenen Lebensweltbezug zur Ausübung der Religion sollten in den Unterricht eingebunden werden. In der ersten Informationsphase werten die Schülerinnen und Schüler in arbeitsgleicher Partnerarbeit Informationen aus dem Internet zum Koran aus. Ihre Ergebnisse halten sie im Lernweg-Heft beziehungsweise auf einer Overheadprojektor-Folie fest. Auf geeignete Internetseiten werden sie mithilfe der PowerPoint-Datei "Lernweg Islam Grundwissen" geleitet. Ihre Arbeitsergebnisse halten die Schülerinnen und Schüler im Lernweg-Heft fest. Schnelle Schülerpaare überprüfen ihr Wissen mittels eines Kreuzworträtsels. So kann der Heterogenität der Klasse Rechnung getragen werden. Ein Schülerpaar präsentiert nun seine Ergebnisse im Plenum. Offene Fragen werden im Plenum geklärt. Im Unterrichtsgespräch findet ein kurzer Vergleich zwischen Koran und Bibel statt. Zur zweiten Motivation wird die aus der Vorwoche bereits bekannte Overheadprojektor-Folie (Moschee und Muslime beim Gebet) durch die Lehrkraft projiziert. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die dargestellte Situation. Die Lehrkraft informiert nun kurz darüber, dass das Gebet eine der fünf Säulen des Islams ist. Auch hier sollten Lebenswelterfahrungen von Mitschülerinnen und Mitschülern in den Unterricht eingebunden werden. Vor der zweiten Informationsphase werden die Schülerpaare durch farbige Zettel in fünf Gruppen eingeteilt. Die Schülerinnen und Schüler werten nun in arbeitsteiliger Partnerarbeit Informationen aus dem Internet zu je einer Säule des Islam aus. Ihre Arbeitsergebnisse halten sie im Lernweg-Heft fest. Geeignete Internetseiten entnehmen sie der Power-Point-Datei "Lernweg Islam Grundwissen". In der Austauschphase finden sich die Schülerinnen und Schüler anhand von Nummern auf den farbigen Zetteln in neuen Gruppen zusammen. Sie erklären in der Gruppe ihren Mitschülerinnen und Mitschülern die Ergebnisse zu "ihrer" Säule des Islam. Anschließend hören sie den Erklärungen der anderen Mitglieder zu und ergänzen ihr Lernweg-Heft um die Informationen zu den anderen Säulen. In einer dritten Informationsphase informieren sich die Schülerinnen und Schüler in arbeitsgleicher Partnerarbeit im Internet über Moscheen. Die aus den in der PowerPoint-Datei "Lernweg Islam Grundwissen" angegebenen Links entnommenen Informationen halten sie im Lernweg-Heft fest. Bei diesem Thema bietet sich eine Recherche der Moscheen in der näheren Umgebung an. Es gibt vielleicht Mitschülerinnen und Mitschüler, die hier eigene Erfahrungen einbringen können. Abschließend sichern die Schülerinnen und Schüler das erworbene Wissen durch die Bearbeitung eines digitalen Kreuzworträtsels. Offene Fragen werden im Plenum geklärt. Sollten zeitliche Probleme auftreten, lösen die Schülerinnen und Schüler das Kreuzworträtsel als Hausaufgabe. Dazu wird ihnen die Datei per E-Mail zugesandt. Bei der Recherche über Suchmaschinen kann man auf Seiten von Organisationen gelangen, die vom Verfassungsschutz beobachtet werden. Sie sollten sich die Links, die an die Lernenden weiter gegeben werden, genau anschauen. Für das Nachschlagen von Begriffen ist die Seite der Bundeszentrale für politische Bildung zu empfehlen.

Schülerinnen und Schüler fotografieren den vom Kernschatten der Erde halb verfinsterten Mond und bearbeiten das Foto am Rechner. Die geometrische Auswertung liefert Daten für die Berechnung der Mondentfernung.Die hier vorgestellte Methode ermöglicht eine Abstandsbestimmung mit geringem Aufwand. Im Gegensatz zur Bestimmung der Mondentfernung per Triangulation benötigt man bei der Abstandsbestimmung mithilfe einer Mondfinsternis keine Partnerschule. Die Vorteile der Mondfinsternis-Methode werden allerdings mit einer anspruchsvolleren Theorie bezahlt, die an verschiedenen Stellen zum leichteren Verständnis für die Schülerinnen und Schüler etwas vereinfacht werden muss, wodurch die Ungenauigkeit der Messung etwas erhöht wird. Voraussetzungen Um die für die Entfernungsbestimmung benötigten Zusammenhänge verstehen zu können, müssen die Schülerinnen und Schüler die Geometrie der Mittelstufe beherrschen und Kenntnisse über die trigonometrischen Funktionen und das Lösen mathematischer Gleichungssysteme verinnerlicht haben. Einstieg und Motivation Der Mond ist ständiger Begleiter des Menschen. Schon kleine Kinder wenden ihren Blick häufig fasziniert dem Erdtrabanten zu, aber auch viele Jugendliche und Erwachsene können sich dem Bann des Mondes kaum entziehen. Vielfältig und über verschiedene Medien wird über den Mond und seine Eigenschaften informiert. Nur selten wird jedoch darüber berichtet, wie man zu diesen Informationen gelangt. Dies gilt auch für den Abstand des Mondes von der Erde. Allein die Frage "Wie misst man eigentlich mehrere hunderttausend Kilometer lange Strecken?" weckt bei vielen Schülerinnen und Schülern bereits das Interesse. Dies kann noch gesteigert werden, wenn es darum geht, die Entfernung des Mondes mit eigenen Mitteln zu bestimmen. Fotografieren, bearbeiten, auswerten Das mathematische Rüstzeug wird in fünf Etappen erarbeitet und angewendet. Bearbeitung und Auswertung einer Mondfotografie werden hier durch ein Beispiel veranschaulicht. Methodische und fachliche Hinweise Wodurch zeichnen sich die Mondfinsternis- und die Triangulationsmethode zur Entfernungsbestimmung aus? Wie messen Forscher die Entfernung zum Mond? Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse über Planeten und Monde im Sonnensystem, deren Größenverhältnisse und deren Bewegungen erwerben oder auffrischen. Kenntnisse über Mond- und Sonnenfinsternisse und deren Entstehung erwerben oder auffrischen. mit trigonometrischen Funktionen und Gleichungen arbeiten können. den Umgang mit Bildbearbeitungssoftware kennen lernen und üben. ihre Fähigkeiten in der Handhabung einfacher Messinstrumente schulen. ihr räumliches Vorstellungsvermögen schulen. Thema Bestimmung der Mondentfernung mithilfe einer Mondfinsternis Autor Alexander Staidl Fächer Astronomie, Physik, Naturwissenschaften Zielgruppe ab Jahrgangsstufe 11 (bei guten Lerngruppen auch ab Klasse 10) Zeitraum Beobachtungszeit etwa 30-40 Minuten (es muss ein Foto geschossen werden); Theorie und Auswertung nehmen etwa 2-4 Stunden in Anspruch (je nach Lerngruppe und Unterrichtsmethodik) Technische Voraussetzungen Digitalkamera mit mindestens achtfachem Zoom oder ein kleines Teleskop, an das die Kamera angeschlossen werden kann; Stativ, Bildbearbeitungssoftware (zum Beispiel GIMP ) Überblick Da die Bestimmung des Mondabstandes mithilfe einer Mondfinsternis auf komplexen geometrischen und mathematischen Zusammenhängen basiert, werden die Lernenden schrittweise an das Thema herangeführt. Die folgende Gliederung hat sich dabei bewährt: 1. Mondfinsternisse Allgemeine Informationen: Wie kommen Mondfinsternisse zustande? 2. Der Winkelradius der Sonne Was ist ein Winkelradius? Wie kann man ihn messen? Welche Aussagen lassen sich daraus über den Kernschatten der Erde gewinnen? 3. Der Winkelradius des Mondes Wie kann man den Winkelradius des Mondes messen? Weshalb funktionieren die Methoden zur Messung des Winkelradius der Sonne (Schritt 2) hier nicht? 4. Winkelradius des Kern-Erdschattens in Mondentfernung Was versteht man darunter? Wie kann man ihn mithilfe einer Mondfinsternis bestimmen? 5. Berechnung des Mondabstandes Die bisherigen Erkenntnisse werden zusammengeführt und die Mondentfernung mithilfe der bei einer Finsternis aufgenommenen Fotos berechnet. Der Winkelradius des Erdschattens in Mondentfernung Für die Bestimmung des Winkelradius (Schritt 4) ist die Auswertung eines Fotos von einer Mondfinsternis entscheidend. Der Kernschatten, der während der Finsternis auf dem Mond zu sehen ist, lässt sich mit dem Winkeldurchmesser des Mondes vergleichen. Der halb verfinsterte Mond wird fotografiert Der gesamte Mond wird, während er etwa halb vom Kernschatten der Erde bedeckt ist, mit einer Vergrößerung beziehungsweise Auflösung fotografiert, die hoch genug ist, um Details der Finsternis erkennen zu können. Die Digitalkamera sollte über einen mindestens achtfachen optischen Zoom verfügen. Alternativ kann die Kamera auch an ein kleines Teleskop angeschlossen werden. Beim Fotografieren sollte auf jeden Fall ein Stativ verwendet werden. Abb. 1 (linke Teilabbildung) zeigt ein entsprechendes Ergebnis. Man sieht deutlich, dass sich der Kernschatten nicht scharf von dem Bereich des Halbschattens abgrenzt, sondern dass beide weich ineinander übergehen. Wenn man schon mal dabei ist … Bei der Gelegenheit bietet es sich natürlich auch an, den gesamten Verlauf der Mondfinsternis fotografisch zu dokumentieren, im Idealfall vom Beginn bis zu Ende der Verfinsterung. Auch, wenn dies zum Zwecke der Entfernungsbestimmung nicht erforderlich ist (dafür reicht ein einziges Foto aus), kann man mit dem ohnehin verwendeten Bildbearbeitungsprogramm den Verlauf des Ereignisses in einer kleinen Kollage sehr schön darstellen. Kontrastierung der Schattengrenze am Rechner Um den Winkelradius des Kernschattens möglichst exakt bestimmen zu können, muss die Grenze zwischen Kern- und Halbschattenbereich durch eine Verstärkung des Kontrastes hervorgehoben werden. Die ist mit den gängigen Bildbearbeitungsprogrammen einfach durchzuführen. In dem hier vorgestellten Beispiel wurde die kostenfreie Open Source Software GIMP verwendet. GIMP-Homepage Informationen zur kostenfreien Bildbearbeitungssoftware und Downloadmöglichkeit Bildbearbeitung mit GIMP Öffnet man mit dem Programm die Mondfoto-Datei, lässt sich die Grenze des Kernschattens durch den Schwellwerte-Regler im Farben-Menü hervorheben (Abb.1, Mitte). Unter der Voraussetzung, dass der scharfe Rand des Mondes nicht mit weißen Pixeln durchsetzt sein darf, stellt man den Regler so niedrig wie möglich ein. Je nach Geschmack kann man über das Farben-Menü und die Funktion "Invertieren" den Mond schwarz und den Hintergrund weiß darstellen (Abb.1, rechts). In dem Ergebnis kann man nun gut erkennen, dass der Kernschatten, den die kugelförmige Erde auf den Mond wirft, auf der Mondoberfläche tatsächlich kreisförmig abgebildet wird. Die Kreisbogenform der Schattengrenze ist durch die nachträgliche Bearbeitung deutlich besser auszuwerten. Projektion oder Ausdruck des bearbeiteten Mondbildes Das bearbeitete Bild kann nun vergrößert ausgedruckt oder auf eine Tafel projiziert werden. Ziel ist es, den auf der Tafel abgebildeten "Radius" des Mondes mit dem zu ermittelnden abgebildeten "Radius" des Kernschattens in Relation zu setzen - entweder auf Ausdrucken oder mithilfe des an die Tafel projizierten Bildes. Hieraus ergibt sich dann die Relation des Winkelradius des Mondes und des Kernschattens in Mondabstand, die sich im gleichen Verhältnis wie die Radien der Projektion teilen müssen. Geometrische Auswertung Abb. 2 veranschaulicht, wie man den Radius des Kernschattens bestimmt (A = Projektion des Kernschattenradius, E = Projektion des Mondradius). Die Konstruktion kann auch mit einem Vektorgrafikprogramm (zum Beispiel OpenOffice-Anwendung Draw) erzeugt werden. Zunächst wählt man drei Punkte, die auf dem Kreisbogen liegen (grün), und verbindet diese zu zwei Sekanten (rot). Anschließend werden die Mittelsenkrechten (blau) der Sekanten gebildet, die sich im Mittelpunkt des Kreises treffen. Damit ergibt sich der Radius A des abgebildeten Kernschattens durch den Abstand zwischen den grünen Punkten auf dem Kreisbogen und dem Schnittpunkt der blauen Mittelsenkrechten. Der Radius E des abgebildeten Mondes lässt sich über dessen leicht bestimmbaren Durchmesser berechnen. Aus Schritt 3 (siehe oben) ist der Winkelradius des Mondes epsilon bekannt. Gesucht ist der Winkelradius alpha des Kernschattens der Erde (in Mondentfernung). Wenn wir das Verhältnis alpha/epsilon kennen würden, könnten wir alpha direkt berechnen. Das Verhältnis alpha/epsilon ist nämlich genau so groß, wie das Verhältnis der Radien A/E auf dem Ausdruck (Abb. 2). Für die Bestimmung der Mondentfernung wird in schulischen Projekten meist die Methode der Triangulation benutzt (siehe Unterrichtseinheit Bestimmung der Mondentfernung durch Triangulation ). Dieses Verfahren erlaubt eine relativ exakte Bestimmung des Abstandes. Die Methode lässt sich in jeder Nacht durchführen, in der der Mond in Verbindung mit zwei hellen, weiter entfernten Objekten zu sehen ist (Planeten, helle Sterne), ist jedoch organisatorisch recht aufwändig: Partnerschulen müssen gefunden und die Messungen sehr exakt und gut koordiniert durchgeführt werden. Bei der Bestimmung der Mondentfernung mithilfe einer Mondfinsternis ist man dagegen von Partnerschulen unabhängig. Man benötigt jedoch zur rechten Stunde gute Sicht! Zwar sind für die Triangulations-Methode geeignete Konstellationen "haltbarer", jedoch ist der Anlass einer Mondfinsternis für Schülerinnen und Schüler sicher motivierender und spektakulärer als eine Konstellation "Mond und zwei Sterne". Die Wahl der Methode ist natürlich auch vom "Terminplan" der Himmelskörper abhängig. Je nach Jahreszeit ist es in Deutschland nicht unwahrscheinlich, dass das Wetter einen Strich durch die Planung macht. Tritt dieser Fall ein, kann dann auf die nächste Mondfinsternis warten, eine in naher Zukunft gelegene Konstellationen ausgucken, die für die Triangulationsmethode geeignet ist, oder auf Mondfinsternisfotos "aus der Konserve" zurückgreifen, die natürlich ohne eigene Beobachtung ausgewertet werden können. Dabei können auch verschiedene Fotos von verschiedenen Kleingruppen oder in Partnerarbeit ausgewertet werden. Wie sieht der Mittelwert der Ergebnisse aus und welche Gruppe war am nächsten am "offiziellen" Wert dran? Wie weit ist es nun zum Mond? Die Bahn des Mondes um die Erde ist nicht perfekt kreisförmig und die Entfernung daher nicht konstant. Vom Mittelwert (384.400 Kilometer) weicht die größte (405.500 Kilometer) und die kleinste Entfernung (etwa 363.200 Kilometer) um etwa 5,5 Prozent ab. Visualisierung Der Mond liegt zwar - in astronomischen Maßstäben - vor unserer Haustür. Dennoch ist die in Zahlen gefasste Entfernung nicht mehr anschaulich. Hilfreicher sind für die Veranschaulichung sind grafische Darstellungen, wie zum Beispiel die folgenden, die uns der Amateur-Astronom Thomas Borowski freundlicherweise zur Verfügung gestellt hat: Wie und warum messen Forscher heute die Mondentfernung? Astronauten des Apollo-Programms hinterließen auf der Mondoberfläche einen Reflektor. Von der Erde aus werden kurze und intensive Laserblitze auf den Reflektor abgeschossen. Die Zeit zwischen dem "Schuss" und dem Eintreffen der Reflexion wird mit einer Atomuhr exakt gemessen. Mit dieser zentimetergenauen Methode konnte man feststellen, dass sich der Mond pro Jahr etwa um 3,8 Zentimeter von der Erde entfernt. Wegen den Gezeitenkräften findet ein fortlaufender Rotationsenergie- und Drehimpulstransfer von der rotierenden Erde zum Mond statt. Dieser Transfer bewirkt nicht nur die Abstandsvergrößerung des Mondes, sondern im gleichen Maße eine Verlangsamung der Erdrotation - die Tage dauern also immer länger! Aus kleinen Laufzeitänderungen, die von verschiedenen Messstationen auf der Erde registriert werden, sind Aussagen über die Kontinentaldrift möglich.

Am Beispiel von Karten zur Bevölkerungsentwicklung wird gezeigt, wie man aus vorhandenen Datensätzen mithilfe des Onlinedienstes "WebGIS Sachsen" eigene thematische Karten erstellen und speichern kann. Damit kann das Themenfeld Bevölkerungsentwicklung der Erde deutlich lernerorientierter unterrichtet werden, als dies allein mit klassischen Arbeitsmaterialien möglich ist.Webgestützte GIS dienen im Allgemeinen aufgrund ihrer eingeschränkten Funktionalität als reine "Info-GIS". Dies gilt jedoch nicht für das frei zugängliche "WebGIS Sachsen". Diese Unterrichtseinheit verdeutlicht exemplarisch wichtige Aspekte des Mehrwerts der Nutzung von WebGIS im Unterricht. Mit der Möglichkeit zum Erstellen eigener thematischer Karten wird hier eine "ur"geographische Arbeitsmethode geschult. Skalierungen, Farbschemata, Zeichnen - was normalerweise nur unter hohem Zeitaufwand mit Papier und Buntstiften zu machen ist, können Schülerinnen und Schüler jetzt komfortabel und selbstständig am Computer erledigen. Die eingesparte Zeit kann für eine kritische Diskussion des eigenen Entwurfs, aber auch für das eigentliche Ziel des Unterrichts effektiv genutzt werden: die inhaltliche Beschäftigung mit regionalen Unterschieden im Bevölkerungswachstum. Mit der Möglichkeit von "WebGIS Sachsen", Kartenentwürfe zu speichern, bleiben die Ergebnisse erhalten und können somit von den Lernenden zu Hause vorbereitet oder weiterentwickelt werden.Die Unterrichtseinheit ordnet sich in die Diskussion um das Wachstum der Weltbevölkerung ein. Den Schülerinnen und Schülern ist dabei schon bewusst, dass die Bevölkerung wächst. Prognosen können im Rahmen der Unterrichtseinheit Bevölkerungsentwicklung in China und Indien mit Excel thematisiert werden. Die zentrale Frage der hier vorgestellten Unterrichtseinheit ist, ob das Bevölkerungswachstum global überall gleich erfolgt. Diese Frage wird mit dem Erstellen und Auswerten einer thematischen Karte zur Wachstumsrate mithilfe des Onlinedienstes "WebGIS-Sachsen" beantwortet. WebGIS als Werkzeug: Erstellung eigener Karten Technische Voraussetzungen und Hinweise zur Nutzung des "WebGIS Sachsen", insbesondere zur Arbeit mit dem Karteneditor. Hinweise zum Unterrichtsverlauf und Arbeitsblätter Nachdem die theoretischen Voraussetzungen geschaffen wurden, wird eine thematische Weltkarte zur Wachstumsrate erstellt und ausgewertet. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen wesentliche Einflüsse auf die Bevölkerungsentwicklung eines Landes erkennen. die Begrenztheit der Zuverlässigkeit von Prognosen erkennen. einen eigenen Kartenentwurf zur Wachstumsrate der Länder im globalen Maßstab anfertigen. die so gewonnene thematische Karte unter dem Gesichtspunkt der Bevölkerungsentwicklung auswerten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Arbeit am Computer als kommunikative und interaktive Gruppenarbeit verstehen. die Nutzung eines Karteneditors beherrschen. einen Einblick in die Manipulierbarkeit von Karten gewinnen. ihre Diskursfähigkeit stärken. Kritik an eigenen Kartenentwürfen üben. Thema Karten zur Bevölkerungsentwicklung mit WebGIS erstellen Autor Jens Joachim Fach Geographie Zielgruppe ab Jahrgangsstufe 11 Zeitraum 1-2 Stunden Technische Voraussetzung 1 Computer pro Arbeitsgruppe (2-3 Lernende), Beamer, Internetanschluss, Browser (Javascript und Popups müssen zugelassen sein) Mit den standardmäßigen Sicherheitseinstellungen des Browsers ist "WebGIS Sachsen" meist nicht vollständig nutzbar. Der Karteneditor läuft als Popup. Popups sind in den Browsereinstellungen jedoch meist gesperrt. Daher sollten bereits im Vorfeld des Unterrichts Popups in den Browsereinstellungen zugelassen werden. Damit die Lernenden im "WebGIS Sachsen" eine differenziertere Skalierung selbstständig durchführen können, müssen vorher wesentliche Eigenschaften des Karteneditors gemeinsam oder selbstständig mit der Online-Hilfe des WebGIS-Dienstes erarbeitet werden. Dies könnte auch zu Hause erfolgen. Nach erfolgter Registrierung bei "WebGIS Sachsen" können Karten auf dem sächsischen Bildungsserver gespeichert werden (über einen Klick auf das Diskettensymbol in der oberen Werkzeugleiste des WebGIS kommen Sie zum Anmeldeformular). Auch diese Funktion wird in der Online-Hilfe des WebGIS-Dienstes erläutert. Somit kann wertvolle Unterrichtszeit gespart werden. Die prinzipiellen Funktionalitäten des WebGIS sind auf den WebGIS-Sachsen-Seiten in Form einer Kurzanleitung als PDF-Datei abrufbar. WebGIS Sachsen Auf dem sächsischen Bildungsserver finden Sie den hier genutzten Online-Dienst zum Thema "Regionale Disparitäten auf der Erde". Anleitung zum WebGIS "Regionale Disparitäten der Erde" Hier werden die wichtigsten Funktionen und Angebote des Online-Dienstes kurz skizziert. 1. Karteneditor aufrufen Klicken Sie in der oberen Werkzeugleiste auf das Symbol des Karteneditors ("Ampel" aus rotem, gelbem und grünem Quadrat). Es erscheint ein "Blanko-Editor". 2. Indikator wählen Öffnen Sie das Pull-down-Menü zum Indikator und wählen Sie zum Beispiel den in dieser Unterrichtseinheit untersuchten Indikator "Wachstumsrate". Im Karteneditorfenster erscheint eine zu diesem Indikator vorgegebene Skalierung. 3. Festlegung der Skalierung und des Legendentextes Sie können in den entsprechenden Formularfenstern die Anzahl und die Art der Klassen verändern. Prinzipiell können Sie mit dem Karteneditor nach Festlegung der Klassenanzahl drei Skalierungsformen durchführen: Gleiche Menge Jeder Klasse wird die annähernd gleiche Anzahl von Elementen zugeordnet, im Fall der Wachstumsrate sind dies Staaten. Die Grenzen der Klassen sind daher nicht abstandsgleich, das heißt, die so gebildeten Klassen decken unterschiedlich große Wertebereiche ab. Gleiche Intervalle Die Werte werden entsprechend der angegebenen Klassenzahl arithmetisch aufgeteilt. Die Anzahl der Elemente, im Fall der Wachstumsrate also die Zahl der Länder pro Klasse, kann daher höchst unterschiedlich sein. Eigene Einteilung Nach der Wahl der entsprechenden Klassen können auch frei gewählte Einteilungen in die Formularfenster eingegeben werden. Dabei ist darauf zu achten, dass keine Lücken zwischen den Wertebereichen entstehen. Länder, die in diese Lücken fallen, werden in der neu generierten Karte nicht dargestellt. Um dies zu verhindern, sollte der Maximalwert (rechter Wert im Editorfenster) der unteren Klasse (mathematisch mit "kleiner als" definiert) der Minimalwert (linker Wert) der nächst höheren Klasse (mathematisch mit "größer/gleich als" definiert) sein. 4. Festlegung des Farbschemas Sie können über den entsprechenden Button einen Farbverlauf automatisch erzeugen oder die Farben einzeln bestimmen. Klicken Sie dazu in das jeweilige Farbfeld im Karteneditorfenster und dann auf die gewünschte Farbe in dem sich öffnenden Farbauswahlfenster. 5. Neue Karte erstellen, speichern und löschen Klicken Sie nun auf den Button "Neue Karte erstellen". Die neue Karte wird generiert und taucht im Ordner "Eigene Karten" auf. Veränderungen an der selbst erstellten und gespeicherten Karte lassen sich komfortabel durchführen. Nach dem erneuten Aufruf des Karteneditors können vorgenommene Veränderungen durch einen Klick auf den Button "Legende erneuern" abgeschlossen werden. Die veränderte Karte muss erneut auf dem Server gespeichert werden. Alle nicht gespeicherten Veränderungen der Legenden werden mit dem Schließen des Browsers gelöscht. Wenn die selbst erstellten Karten nicht mehr benötigt werden, können sie gelöscht werden. Klicken Sie dazu in der oberen Werkzeugleiste auf den Button "Karte entfernen": 6. Registrierung erforderlich! Nur die im Ordner "Eigene Karten" aufgeführten Karten lassen sich speichern. Um die eigene Karte dort speichern zu können, muss man sich bei "WebGIS Sachsen" registrieren. Die zeitliche Planung der Unterrichtseinheit hängt in erster Linie von den Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler im Umgang mit dem Computer und dem WebGIS sowie von dem geforderten Grad der Selbstständigkeit ab. Im Allgemeinen wird durch die Wochenstundenvorgabe der Schwerpunkt nicht auf die Erstellung der Karte gelegt werden können, so dass für die Erledigung dieser Aufgabe nicht mehr 30 Minuten in Anspruch genommen werden sollten. Zur Einsparung der kostbaren Unterrichtszeit kann die Karte von den Schülerinnen und Schülern auch bereits zu Hause vorbereitet werden. Die eigentliche Unterrichtszeit steht dann für die Interpretationen der Karte zur Verfügung. Vorüberlegungen Für die Erstellung und Auswertung einer Karte zur Bevölkerungsentwicklung sind theoretische Vorüberlegungen erforderlich. Diese werden mithilfe von Arbeitsblatt 1 angestellt (bevoelkerungsentwicklung_webgis_ab1.pdf). Die Bevölkerungsentwicklung eines Landes hängt in erster Linie von der natürlichen Bewegung und vom Migrationverhalten der Bevölkerung innerhalb und außerhalb des Landes ab. Während das Migrationsverhalten nur abgeschätzt werden kann, lassen sich durch den Vergleich von Geburten- und Sterbezahlen relativ genaue Aussagen zur natürlichen Bevölkerungsbewegung treffen. Die daraus gewonnene Wachstumsrate einer Bevölkerung lässt sich als Zusammenfassung visualisieren. Der im "WebGIS Sachsen" dafür verwendeten Datensatz beruht auf den von der Deutschen Stiftung Weltbevölkerung (DWS) herausgegeben Zahlen. Erstellen der Karte Die Erstellung der Karte erfolgt mithilfe von Arbeitsblatt 2 (bevoelkerungsentwicklung_webgis_ab2.pdf/.rtf). Da bei der Wachstumsrate der Abstand zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert gering ist, sollte die Anzahl der Klassen nicht zu hoch gewählt werden. Auffällig ist, dass sich negative und positive Werte im Datensatz befinden. Der Rechner unterscheidet diese Feinheit in seinen automatischen Skalierungsmöglichkeiten nicht. Dieser Umstand gebietet hier, die Werte per Hand einzugeben und die Null als einen Grenzwert festzulegen. Diese wesentliche Grenze muss auch im gewählten Farbschema zum Ausdruck kommen. Ein Farbverlauf vom Minimum zum Maximum verbietet sich daher! "Manipulation" von Karten Mit der Wahl der Skalierung und der Farbschemata werden die Schülerinnen und Schüler schnell merken, dass man durch zu viele Klassen die Übersichtlichkeit verliert. Auch sollten im Farbschema für positive und negative Werte unterschiedliche Farben genutzt werden. Mehr als sieben Farbabstufungen sind nicht mehr unterscheidbar. Mit den Farben rot und grün setzt man bestimmte psychische Reaktionen in Kraft. Rot wird als Signalfarbe für Gefahr erkannt und zeigt in einer Karte etwas bedrohliches, die Farbe Grün dagegen steht für "gefahrlos". Insofern kann mit einer Karte trotz einer inhaltlich richtigen Darstellung der Zahlen mit dem verwendeten Farbschema ein Interpretationsansatz geliefert und der Betrachter der Karte somit manipuliert werden. Wenn genug Zeit zur Verfügung steht, können in diesem Zusammenhang auch andere "Verfälschungen" ausprobiert werden, wie zum Beispiel "geschickte" Skalierungen, die gewünschte Ländergruppen zusammenfassen. Karten aus dem Atlas oder der Tagespresse können in dieser Richtung hinterfragt werden. Diskussion Nach der Erstellung der eigenen Legenden erfolgt die inhaltliche Arbeit zu den globalen Entwicklungsunterschieden. Betrachtet man Teilräume der Erde, wie etwa Afrika, lassen sich in weiteren Stunden inhaltliche Vertiefungen vornehmen. Hier sei besonders auf die Ausnahme von Botswana verwiesen (siehe Unterrichtseinheit AIDS und Bevölkerungsentwicklung ).

Auf dieser Seite haben wir Informationen und Anregungen für Ihren Biologie-Unterricht zu den Themen Physiologie und Anatomie für Sie zusammengestellt: Verdauungssystem, Blut und Kreislauf, Sinnesorgane. Mit der Materialsammlung "Der Weg der Nahrung" lässt sich der klassische Stoff lebendig und binnendifferenziert für alle Schulformen und Altersklassen der Sekundarstufe I aufbereiten. Die offen gestalteten Materialien ermöglichen unterschiedliche Lernzugänge und lassen sich vielseitig kombinieren. Die beiliegende DVD-Rom liefert neben verschiedenen Videoclips zu den Verdauungsorganen alle Kopiervorlagen als veränderbare Word-Dateien. Die Schülerinnen und Schüler können den Weg der Nahrung durch den menschlichen Körper beschreiben und die an der Verdauung beteiligten Organe benennen. Aufbau und Funktion der an der Verdauung beteiligten Organe (Mund, Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Galle, Bauchspeicheldrüse, Dickdarm) erklären. die Wirkungsweise von Enzymen, Verdauungssäften und bestimmten Nahrungsbestandteilen (zum Beispiel Ballaststoffen) erläutern und reflektieren. Hunger von Appetit unterscheiden und Sättigungsmechanismen erläutern. weitere, nicht physiologisch erklärbare Einflüsse auf Verdauung, Sättigung und Wohlbefinden analysieren und eigene Handlungsspielräume entwickeln. Informationen über Zusammenhänge zwischen Essverhalten und Gesundheit erschließen. Aufbau weiterer Kompetenzen Neben diesen Sachkompetenzen fördern die alltagsnahen Lernaufgaben und Experimente den Aufbau von Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenzen. Eine Übersicht dazu finden Sie im Leitfaden (siehe Downloads). Didaktisch-methodischer Kommentar Im Mittelpunkt des Unterrichtsmaterials stehen kompetenzorientierte Lernaufgaben, die einen hohen Aufforderungscharakter haben. Sie gehen von den Fragen der Schülerinnen und Schüler aus und helfen ihnen, möglichst selbstständig den Weg der Nahrung durch den Körper zu erforschen. Videoclips zu den Verdauungsorganen Sachtexte in unterschiedlichen Niveaustufen praxiserprobte Experimente differenzierte, alltagsnahe Lernaufgaben Lösungsvorschläge zur Selbstkontrolle Schülerlexikon zu Fachbegriffen Kopiervorlagen als veränderbare Word-Dateien Neugierig? Dann schauen Sie sich einen der insgesamt elf Videoclips hier schon einmal an. Neben diesen unterhaltsamen Filmen mit animierten Organen finden Sie auf der DVD auch klassische Erklär-Sequenzen zur Verdauung. Informationen zum Anbieter Unterrichtsmedien vom aid infodienst e.V. (aid) sind pädagogisch geprüft, wissenschaftlich abgesichert und vor allem: einfach einsetzbar. Für jede Schulform gibt es passende Medien. Der aid ist ein Fachverlag für die Themen Landwirtschaft, Lebensmittel und Ernährung. Als gemeinnütziger Verein kann er frei von Werbung und kommerziellen Interessen arbeiten. Für Sie als Lehrende bedeutet das: unabhängige Informationen und praxisorientierte Unterrichtsmaterialien. Bestellmöglichkeit Die komplette Materialsammlung können Sie als DIN A4-Heft mit DVD für 9,00 Euro (zuzüglich Versandkosten) beim aid infodienst e. V. bestellen: www.aid-medienshop.de (Bestell-Nr. 1610) bestellung@aid.de (Bitte Bestell-Nr. 1610 angeben) Musikhören mit tragbaren Geräten ist heute eine bevorzugte Freizeitbeschäftigung an beliebigen Orten. Die Folge: Hörschäden. Fatal ist dabei, dass diese Schäden allmählich und häufig unbemerkt entstehen, und ein Teufelskreis beginnt. Die Schwerhörigkeit verlangt nach höherer Lautstärke, die wiederum neue Schäden verursacht. Jeder vierte Jugendliche hat nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Akustik einen Hörschaden. Die in der Regel bei 60- bis 70-Jährigen auftretende Schwerhörigkeit wird in Zukunft schon die 40-Jährigen ereilen. Wie höre ich - was ist (zu) leise, was (zu) laut? Was geschieht im Ohr beim Hörvorgang? Welche Schäden verursacht Lärm? Wie sähe ein Leben mit Schwerhörigkeit aus? Welche technischen Angaben oder rechtlichen Vorgaben gibt es zur Hörverträglichkeit der Geräte? Was können die Jugendlichen selbst tun? Die Schülerinnen und Schüler sollen das menschliche Ohr in seinem Aufbau und mit seinen Funktionen kennen lernen. die Begriffe Schall, Frequenz, Lautstärke verstehen und alltagsbezogene Beispiele liefern können. Schall anhand von Begriffen wie Ton, Geräusch, Lärm, Knall, Klang, Lautstärke und Tonhöhe charakterisieren. subjektiv erfahrene Phänomene wie Geräusche, Lärm und Lautstärke in Verbindung mit dem Gebrauch von MP3-Geräten bringen. Ursachen für Schwerhörigkeit im frühen Alter kennen lernen. fachbezogene Tests zur Feststellung von Sachinhalten durchführen. theoretische Erkenntnisse mit Alltagswissen verbinden. themenbezogen ein Rollenspiel angemessen und adressatenbezogen planen. Die Schülerinnen und Schüler sollen verschiedene (kooperative) Erarbeitungs- und Präsentationstechniken anwenden (wie Stummes Schreibgespräch, Placemat/Platzdeckchen, Wandzeitung, Flyer/Infoblatt). im Internet recherchieren, um sich themenbezogene Informationen zu beschaffen. Methoden der Qualitativen und Quantitativen Sozialforschung anwenden (Interview/Befragung). biologisch-physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachbegriffe sachlogisch strukturiert, adressatenbezogen, anschaulich und im Zusammenhang darstellen. die Ergebnisse eigener Untersuchungen kritisch mit Bezug auf die zugrunde gelegte Fragestellung und den Arbeitsweg reflektieren. unter Berücksichtigung unterschiedlicher Perspektiven begründete Urteile fällen und sie argumentativ vertreten. sich in der Selbstreflexion ihres Verhaltens in Bezug auf die zugrunde liegenden Fragestellungen üben. Sachwissen und persönliche Standpunkte situativ und themenbezogen vertreten. Thema MP3-Player richtig hören Autorin Erika Herrenbrück Fächer Biologie, Physik Zielgruppe binnendifferenzierte Aufgabenstellungen für Haupt-, Real- und Gesamtschule sowie Gymnasium, Sekundarstufe I, ab Klasse 7 Zeitumfang 8-12 Schulstunden je nach Schulform Technische Voraussetzungen Computer, Internet, MP3-Player der Schülerinnen und Schüler Persönliche Gesundheitsvorsorge: Die Hörfähigkeit bewahren In dieser Unterrichtseinheit wird das Handels-Themenfeld Nachhaltigkeit auf die persönliche Gesundheitsvorsorge übertragen. Die Schülerinnen und Schüler lernen, mit dem MP3-Player richtig zu hören und dabei die eigenen Ohren zu schützen und ihre Hörfähigkeit zu bewahren. Berufliche Perspektiven im Handel zeigen Handel ist ein elementarer Teil des täglichen Lebens - und ein bedeutender Wirtschaftszweig mit europaweit mehr als 26 Millionen Beschäftigten. In Deutschland bietet der Einzelhandel im Vergleich überproportional viele Ausbildungsplätze an. Derzeit nutzen 240.000 Jugendliche dieses Angebot und starten in einen Beruf mit vielfältigen Karrierechancen. Handelsunternehmen möchten mehr junge Menschen für den Handel gewinnen und gemeinsam mit ihnen den Wirtschaftsstandort Deutschland weiterentwickeln. Jugendliche praxisnah über den Handel informieren Reale Aufgaben aus der Wirtschaftswelt für die Schule lehrplangerecht bereitzustellen - dies ist das Ziel der Unterrichtsmaterialien von Handelswelten Didaktik 2008, einer Publikation der METRO Group. Damit will das Unternehmen über seine Branche informieren und Lehrkräfte bei der Berufswahl ihrer Schülerinnen und Schüler unterstützen. Binnendifferenzierte Aufgabenvarianten Die Aufgaben entsprechen den Anforderungen aktueller Lehrpläne und setzen deren Lernziele um. Die Anforderungsniveaus sind partiell in Aufgabenvarianten binnendifferenziert für die Schulformen Haupt-, Real- und Gesamtschule sowie Gymnasium. MP3-Player - Lautstärken-Test Schall - Frequenz und Lautstärke Der Hörvorgang Was geschieht im Ohr bei Lärm? Wie gut ist mein Gehör? Mit 40 schon taub? Was ist wie laut? Richtig hören mit dem MP3-Player So will ich Musik hören - Rollenspiel Evaluation Öffentliche Präsentation handelswelten-didaktik@metro.de Bestellen Sie die kostenfreie CD-ROM mit Begleitbuch ganz einfach per E-Mail. Die Schülerinnen und Schüler sollen Kenntnisse über Lage und Aufgabe der einzelnen Verdauungsorgane gewinnen. den Sinn des Verdauungsvorgangs für den menschlichen Körper kennen lernen. die Aufgabe von Enzymen kennen. unter den Organen des Menschen diejenigen nennen können, die am Verdauungsprozess beteiligt sind. die Rolle der jeweiligen Verdauungsorgane bei der Zerlegung der einzelnen Nährstoffe in ihre Bestandteile kennen lernen. Verdauungsschwierigkeiten als ein in heutiger Zeit auch bei vielen Kindern häufig auftretendes Problem erkennen. den Zusammenhang zwischen Ernährung, Lebensweise und den Folgen für den Körper wahrnehmen. sich ihrer möglichen Rolle als Ratgeber für andere Kinder bewusst werden. das in der Schule Gelernte als eine Bereicherung für ihre Persönlichkeit und ihre Lebensweise erkennen. Thema Verdauung und Verdauungsorgane Autor Dirk Trebbels Fach Biologie Zielgruppe Klasse 5 Zeitraum 2 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss in ausreichender Anzahl (Partnerarbeit), Internetbrowser, Flash-Player (Version 6 oder höher, kostenloser Download) Planung Verdauung und Verdauungsorgane Die Schülerinnen und Schüler sollen sich zur Fotografie einer blutenden Verletzung äußern und von eigenen Erfahrungen berichten. mittels selbst hergestellter zweidimensionaler Strukturmodelle die Blutkörperchen (rote und weiße Blutkörperchen, Blutplättchen) begründet voneinander unterscheiden (Aussehen, Funktion). in arbeitsteiliger Gruppenarbeit Kurzvorträge vorbereiten und ihre Ergebnisse den Mitschülern vortragen. Fragen im Internet beantworten (Online-Quiz). Thema Aussehen und Aufgaben der Blutkörperchen Autorin (debug link record:lo_unit_subpage:tx_locore_domain_model_unitsubpages:atempelhoff@lo-net.de) Fach Biologie Zielgruppe Klasse 9 Zeitraum 3 Stunden Medien Internet, Arbeitsblätter, OHP-Folien, Arbeitsmaterialien zur Erstellung der Strukturmodelle, Plakate für Gruppenpräsentationen Technische Voraussetzungen idealerweise ein Rechner mit Internetanschluss pro Schülerin oder Schüler Planung Verlaufsplan Blutkörperchen der Unterrichtseinheit Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit ist so konzipiert, dass die SchülerInnen während sechs bis sieben Unterrichtsstunden selbstständig und individuell (alleine oder in Zweier- bis maximal Dreiergruppen) an Fragen im Zusammenhang mit der Blutdrucksteuerung arbeiten. Die Unterrichtseinheit ist in drei Teile gegliedert (Einfluss verschiedener Parameter auf den Blutdruck, Koordinative Steuerung des Blutdrucks, äußere Störungen und ihre Folgen). Im Sinne einer zunehmenden Handlungskompetenz ist der erste Teil einfach gehalten und relativ eng geführt, im zweiten Teil sind die Aufgaben schon etwas offener formuliert und im dritten Teil wird von den SchülernInnen ein relativ selbstständiger Umgang mit dem Simulationsprogramm erwartet. CardioLab ist ein kommerzielles Angebot der California State University Los Angeles. Es wird als Java-Applet aus dem Internet herunter geladen und kann dann für eine Sitzung offline benutzt werden. Auf der Website von Biology Labs (s.u.) können Sie unter "Ordering outside the United States" "College Student Online Subscriptions", das heißt Jahresabonnements, buchen (zur Zeit 5,25 $). Mit einer gültigen E-Mail-Adresse kann man sich für einige Tage kostenlos einloggen. Die SchülerInnen sollen ihre Kenntnisse im Bereich der Blutkreislaufregulation vertiefen und festigen. diese Kenntnisse in komplexeren Fragestellungen anwenden und verifizieren. individualisiert arbeiten (in Partnerarbeit oder alleine), da das selbstständige, strukturierte und zielgerichtete Arbeiten ein wichtiges Lernziel ist.

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Thema Hörverstehen üben sich die Lernenden zunächst im "Erhören" ausgewählter Homonyme. Anschließend folgen Audio-Beispiele zu kurzen Schwänken, Legenden und Kalendergeschichten. Hörverstehensübungen sind Schülerinnen und Schülern aus dem Fremdsprachenunterricht eher bekannt als aus dem Deutschunterricht, obgleich sie hier spätestens im Rahmen zentraler Prüfungen in der Mittelstufe Kompetenzen des auditiven Verstehens nachweisen sollen. Die folgende Unterrichtseinheit wendet sich an Lernende zwischen der dritten und siebten Klasse, und kann je nach Wahl der Lehrkraft rein rezeptiv oder kreativ-produktiv genutzt werden. Während kleinere Kinder in der Familie häufig noch eine ausgeprägte Kultur des Vorlesens erleben und auch im Vor- und Grundschulalter über Kassetten, CDs und MP3-Dateien eine große Menge an Kinderliteratur rezipieren, lässt diese Form der Textbegegnung im schulischen Unterricht der höheren Klassen des Deutschunterrichts mehr und mehr nach. Wie in schriftsprachlichen Übungen seit jeher, können jedoch auch über auditive Texte der Ausdruck, die Lese- beziehungsweise Hörkompetenz und die spielerische Kreativität von Schülerinnen und Schülern gefördert werden. Hinweise und Tipps Hier finden Sie nützliche Hinweise zur Vorbereitung und Durchführung der Unterrichtseinheit sowie Tipps zur Erstellung der Audiodateien. Unterrichtsablauf Die Sequenz kann wahlweise rein rezeptiv oder kreativ-produktiv umgesetzt werden. Alle Arbeitsblätter und Audiodateien stehen hier zum Download bereit. Die Schülerinnen und Schüler sollen das globale und detaillierte Hören üben, indem sie auditiv wahrgenommene Schlagworte und Kurzdefinitionen einem Oberbegriff oder Thema als Homonym zuordnen. das selektive Hören üben, indem sie aus vorgelesenen Kurztexten zentrale Informationen zum Inhalt herausfiltern. lernen, verständlich, stilsicher und betont zu formulieren und zu lesen, indem sie selbst kurze Audiodateien erstellen. auditive und schriftliche Informationen verbinden, indem sie zu ausgewählten Kurztexten passende Audiodateien und schriftliche Übungen erstellen. Thema "Ich höre was, was du nicht hörst" - Auditive Übungen zum Hörverstehen Autorinnen Dr. Stefanie Schäfers und Anke Nitschke Fach Deutsch Zielgruppe Klasse 3 bis 7 Schulform Grund-, Haupt-, Realschule, Gymnasium, Gesamtschule Zeitaufwand circa acht Unterrichtsstunden für eine rein rezeptive Vorgehensweise; circa 14 Stunden für eine kreativ-produktive Vorgehensweise mit der Erstellung eigener Audiodateien Technische Voraussetzungen Digitales Audio-Aufnahmegerät oder Handy oder Audio-Software auf dem Computer, Internetzugang, virtuelle Lernumgebung, Computer mit Lautsprecher beziehungsweise Anschlussbuchsen für Kopfhörer Audiodateien Alle hier präsentierten Audiodateien wurden selbst gesprochen von Annika Nitschke, 7 Jahre und Maik Nitschke, 10 Jahre. Dr. Stefanie Schäfers unterrichtet als OStR' am Gymnasium Theodorianum Paderborn die Fächer Deutsch, Katholische Religionslehre und Praktische Philosophie. Nebenberuflich publiziert sie vor allem in den Bereichen Sprach- und Mediendidaktik. Die Unterrichtseinheit wendet sich an Schülerinnen und Schüler, die noch jung genug sind, um mithilfe kurzer Texte das allgemeine, selektive und detaillierte Hören von Informationen spielerisch zu begreifen. Gleichzeitig sollen sie alt genug sein, um selbst Hörtexte aufzunehmen und dazu passende Übungen in Form einfacher Aufgabenmuster zu entwickeln. Denn damit können das Hörverstehen getestet und gleichzeitig die gängigen Aufgabenformate eigenständig trainiert werden. Rezeptiv-analytischer Ansatz Die Audiodateien werden rezipiert und passende Arbeitsblättern zur Hörkompetenz-Abfrage sowie Lösungshinweise zur Lehrkraft- oder Selbstkontrolle durch die Schülerinnen und Schüler erstellt. Kreativ-produktiver Ansatz Eine exemplarische Rezeption von Audiodateien findet statt und passende Arbeitsaufträge zum Hörverstehen als Vorlage zur eigenen Erstellung von Audiodateien, Aufgabenformaten sowie Lösungshinweisen werden erteilt und dementsprechend eigene Audiodateien produziert. Folgende Dokumente sind für jede Schülerin und jeden Schüler als Arbeitsblatt zu kopieren: Arbeitsblätter 3, 5, 6 und 9 (Aufgaben zu den vier Hörtexten) Folgende Dokumente sind in ausreichender Anzahl als kopierte Arbeitsblätter oder in mehrfacher Ausführung laminiert zur Selbstkontrolle bereit zu legen: Lösungen zu Arbeitsblatt 1 (Lösungen zu Teekesselchen 1 bis 12) zur Selbstkontrolle oder zu Händen der Lehrkraft, Lösungen zu den Arbeitsblättern 3, 5, 6 und 9 (Bewertungsbögen zu den vier Hörtexten) Zur Binnendifferenzierung für lernschwächere Schülerinnen und Schüler sind als Arbeitstexte zu kopieren: Arbeitsblätter 1 (Teekesselchen-Texte), 2, 4, 6 und 8 (schriftliche Form der vier Hörtexte) Hochgeladen werden zudem die PowerPoint-Präsentation beziehungsweise die entsprechenden einzelnen Audiodateien Folgendes Dokument ist für jede Schülerin und jeden Schüler als Arbeitsblatt zu kopieren: Arbeitsblatt 3 (Aufgaben zum Hörtext "Die zwölf Eier") Folgende Dokumente sind in ausreichender Anzahl als kopierte Arbeitsblätter oder in mehrfacher Ausführung laminiert zur Selbstkontrolle bereit zu legen: Lösungen zu Arbeitsblatt 1 (Lösungen zu Teekesselchen 1 bis 12) zur Selbstkontrolle oder zu Händen der Lehrkraft, Lösungen zu Arbeitsblatt 3 (Bewertungsbogen zu "Die zwölf Eier") Zur Binnendifferenzierung für lernschwächere Schülerinnen und Schüler sind als Arbeitstexte zu kopieren: Arbeitsblatt 1 (Teekesselchen-Texte), Arbeitsblatt 2 (Hörtext "Die zwölf Eier") Zur Binnendifferenzierung für lernstärkere Schülerinnen und Schüler: Alle Materialien wie beim rezeptiven Vorgehen Laminierte Bewertungsbögen Die Bewertungsbögen können, sofern sie laminiert vorliegen, mit abwischbaren Stiften beschriftet werden. Die Punktzahl kann alternativ aber auch auf dem originalen Aufgabenblatt der Schülerinnen und Schüler notiert werden. Am Computer Die Rezeption der vorhandenen Audiodateien kann im Klassenverband entweder leise über Lautsprecher am Computer oder, und dies ist der empfohlene Weg, über "geteilte" Kopfhörer erfolgen. Jugendliche sind es aus ihrem alltäglichen Umgang mit digitalen Medien und insbesondere mit Audiodateien durchaus gewohnt, sich zwei Ohrstecker für je ein Ohr zu zweit "zu teilen". So können je zwei Schülerinnen und Schüler an einem Computer gemeinsam eine Audiodatei hören, ohne die anderen durch deren "Lärm" in ihrer individuellen Arbeit zu beeinträchtigen. Per Smartphone Sind alle notwendigen Dateien von der Lehrkraft vorbereitend auf einem Server hochgeladen und die Aufgabenformate erklärt worden, können die Schülerinnen und Schüler die Audiodateien auch herunterladen, zum Beispiel auf ihr Smartphone, und diese Geräte mit Erlaubnis der Lehrkraft im Unterricht über Kopfhörer individuell oder in Gruppen nutzen. Falls nicht genügend Arbeitsplätze zur Verfügung stehen, können einige MP3-Player oder ähnliches von den Schülerinnen und Schülern entsprechend vorbereitet und in den Unterricht mitgebracht werden. Unterschiedliche Räumlichkeiten Beim produktiven Vorgehen sollte den Lernenden mehr als ein Arbeitsraum zur Verfügung gestellt werden. Mögliche Arbeitsbereiche sind beispielsweise auch der Schulhof oder der Pausenraum, wenn keine weiteren Klassenräume zur Verfügung stehen. Alternativ können die Audiodateien zu Hause erstellt werden. Hilfestellung bei Aufnahme und Schnitt Gerade bei jüngeren Schülerinnen und Schülern bietet es sich an, dass die Lehrkraft bei der Bearbeitung der erstellten Audiodateien Hilfestellung leistet. Die neueste Version von Audacity (1.3) gibt hier unter dem Menüpunkt "Effekte" einige hilfreiche Tools vor. Häufig sprechen die Schülerinnen und Schüler zu schnell. Eine Reduktion der "Geschwindigkeit" auf "-10" bei zusätzlicher Erhöhung der "Tonhöhe" auf "+5" gleicht manches Problem aus, ohne dass die kindliche Stimme sich in der Audioaufnahme merklich verändert. Zusätzlich kann der Ton über "Verstärken" (Tipp: auf 1,5) deutlicher gemacht werden. 1. bis 3. oder 1. bis 5. Stunde Die Lehrkraft präsentiert zu Beginn das "Teekesselchen"-Rätsel 1. Die Schülerinnen und Schüler lösen das Rätsel, erläutern die Spielregeln und hören daraufhin weitere Rätsel, notieren auffällige Schlagwörter, erraten die gesuchten Begriffe und notieren sie. Anschließend präsentieren die Lernenden ihre Schlagwörter und Ergebnisse. Alternativ können sie auch die PowerPoint-Präsentation durchgehen. Im nächsten Schritt formulieren die Lernenden Tipps zur auditiven Rezeption und zur Anfertigung passender Notizen und definieren den Begriff Homonyme. Schülerinnen und Schüler mit weniger großer Leistungsfähigkeit können ergänzend oder nachträglich zu den Audio-Dateien das Arbeitsblatt 1 als Textdokument zu den Teekesselchen 1 bis 12 erhalten. 4. bis 6. Stunde oder 6. bis 8. Stunde Die Schülerinnen und Schüler hören die Audiodatei "Die zwölf Eier" (Hörtext 1) und äußern ihre ersten Eindrücke dazu. Die Lernenden wiederholen ihre Kenntnisse zum globalen, selektiven und detaillierten Hören. Danach verteilt die Lehrkraft Arbeitsblatt 3, damit die Lernenden zunächst die Aufgaben durchlesen können, um sich auf die auditive Wahrnehmung selektiv einstellen zu können. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln Bearbeitungstipps für das Lösen der Aufgaben. Dann hören sie den Hörtext erneut an und notieren eigenständig Schlagwörter. Die Lernenden bearbeiten mithilfe der eigenen Notizen die Aufgaben. Schülerinnen und Schüler mit weniger hoher Leistungsfähigkeit erhalten nach der ersten Bearbeitung der Aufgaben Arbeitsblatt 2 als schriftliche Version des Hörtextes "Die zwölf Eier" zur Überarbeitung ihrer Ergebnisse. Die Lehrkraft stellt die richtigen Lösungen vor und die Schülerinnen und Schüler führen Korrekturen in Partnerarbeit durch. 7. bis 10. Stunde oder 9. bis 14. Stunde Die Schülerinnen und Schüler hören weitere Audiodateien ("Man kann es nicht allen Leuten recht machen", "König Bauer" oder "Die Stachelschweine" - Hörtexte 2 bis 4) an und wählen einen Text zur weiteren Bearbeitung aus. Dann hören sie das Hörstück zum zweiten Mal und fertigen Notizen an. Die Lehrkraft verteilt die entsprechenden Arbeitsblätter (4 bis 7) und die Lernenden beantworten die Fragen schriftlich. Abschließend teilt die Lehrkraft die jeweiligen Lösungen aus und die Schülerinnen und Schüler führen Selbstkorrektur durch. Die Lehrkraft kann, je nach Leistungsfähigkeit und -bereitschaft des Kurses, die Anzahl der zu bearbeitenden Audiostücke und der dazugehörigen Aufgaben vorgeben und die anderen Audiodateien zur Differenzierung für schneller arbeitende Schülerinnen und Schüler als Zusatzleistung in der Hinterhand behalten. 1. bis 5. Stunde Die Lehrkraft präsentiert zu Beginn das "Teekesselchen"-Rätsel 1. Die Schülerinnen und Schüler lösen das Rätsel, erläutern die Spielregeln und definieren den Begriff Homonyme. Danach recherchieren sie im Internet weitere Homonyme und verschriftlichen sie. Daraufhin können die Lernenden die Rätsel als Audiodatei aufnehmen und diese online präsentieren. Schülerinnen und Schüler, die mit den Aufnahmen eigener Audiodateien schon fertig sind, erhalten Arbeitsblatt 1 zur Einzel- beziehungsweise Stillarbeit. Dann hören sie sich die Rätsel der anderen Mitschülerinnen und -schüler an, notieren Schlagwörter und erraten die Lösungswörter. Abschließend formulieren die Schülerinnen und Schüler Tipps zur auditiven Rezeption und zur Anfertigung passender Notizen. 6. bis 14. Stunde Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet oder anhand des Deutschbuches geeignete Kurztexte für ihre eigene Vertonung. Daraufhin erstellen sie Übungsaufgaben zur Hörkompetenz passend zu den ausgewählten Texten mit Lösungsvorschlägen und Bewertungsbögen. Danach nehmen die Schülerinnen und Schüler eigene Audiodateien passend zu den gewählten Texten auf und laden alle Materialien online hoch. Abschließend hören die Lernenden die erstellten Hörtexte der Mitschülerinnen und -schüler an, wählen ein bis zwei Beispiele aus und lösen die passenden Aufgaben dazu. Die Selbstkorrektur erfolgt anhand der Lösungsbeispiele. Dr. Stefanie Schäfers unterrichtet als OStR' am Gymnasium Theodorianum Paderborn die Fächer Deutsch, Katholische Religionslehre und Praktische Philosophie. Nebenberuflich publiziert sie vor allem in den Bereichen Sprach- und Mediendidaktik.

Die Unterrichtseinheit will den Blick auf die Möglichkeit richten, den Wind als kostengünstigen und umweltfreundlichen Energiespender zu nutzen. Auf kindgerechten Webseiten mit Arbeitsaufträgen und interaktiven Übungen wird das Wissen für Kinder verständlich vermittelt. Den Wind beziehungsweise bewegte Luft als Energiespender zu nutzen, ist den Kindern nicht unbekannt, wenngleich sie sich diese Tatsache nicht immer bewusst machen: Schon als Kleinkinder laufen sie gerne mit Windrädchen herum oder sie beobachten mit leuchtenden Augen, wie sich die Weihnachtspyramide dreht. Die Niederlande und Windmühlen gehören zusammen, auch das weiß jedes Kind. Neuer ist die moderne und umfangreiche Möglichkeit, den Wind als kostengünstigen und umweltfreundlichen Energiespender zu nutzen. Die Unterrichtseinheit will eben darauf die Aufmerksamkeit lenken und das Bewusstsein schärfen für das immense Potenzial der Windenergie. Die interaktive Lerneinheit dient als Plattform für die Internetrecherche, von der aus gezielt kindgemäße Webseiten zur Lösung der Arbeitsaufträge angeklickt werden können. Verschiedene interaktive Übungen und herkömmliche Arbeitsblätter runden die Arbeit ab. Jedes Kind hat schon einmal, bewusst oder unbewusst, die Kraft des Windes genutzt oder seine Auswirkungen gespürt: Drachensteigen im Herbst, die Weihnachtspyramide zum Christfest, das Windrädchen in den Händen lachender Kleinkinder. Der Wind bläst einem ins Gesicht, wenn man sich mit einem Karussell dreht oder mit dem Fahrrad fährt. Die Nutzung von Windenergie gehört also eigentlich zu ihrem Alltag. Die vorliegende Unterrichtseinheit will in einem multimedialen Ansatz den Blick auf diese Dinge richten, und außerdem zeigen, wie Windenergie erzeugt wird und wie die Kraft des Windes genutzt werden kann. Neben der Recherche im Internet arbeiten die Kinder mit herkömmlichen Medien wie Arbeitsblätter, Wörterbuch und Lexikon. Vorbereitung und Inhalte der Lernumgebung Diese Seite bietet einige Hintergrundinformationen zum Thema Windenergie und führt in die Nutzung der interaktiven Lernumgebung ein. Arbeitsmaterial zur interaktiven Lernumgebung Auf dieser Seite finden Sie Informationen zu den einzelnen Arbeitsblättern und Hinweise, wie sie im Unterricht eingesetzt werden können. Links zum Thema Internetadressen mit Informationen und weiterführenden Materialien zum Thema "Windenergie" und zu den Inhalten dieser Unterrichtseinheit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen in den Fächern Sachunterricht, Deutsch, Englisch und Kunst Lernziele erreichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen gezielte Recherchen im Internet durchführen und das World Wide Web als Informationsquelle nutzen. eine interaktive Lerneinheit am PC bearbeiten und dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung machen. interaktive Übungen durchführen (Hot Potatoes-Zuordnung, Kreuzworträtsel). ein interaktives Puzzle durchführen und Erfahrungen mit Drag & Drop machen. eine Videodatei anschauen und Audiodateien anhören. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler sollen Absprachen zur Benutzung der PC-Arbeitsplätze treffen. sich als Partner über die Reihenfolge der Aufgaben einigen. sich gegenseitig helfen. Thema Windenergie Autorin Margret Datz, Agentur für erneuerbare Energien Fächer Sachunterricht, Deutsch, Englisch, Kunst Zielgruppe Klasse 3-4 Zeitraum Circa eine Woche Technische Voraussetzungen Computerraum / Medienecke mit Internetanschluss, Soundkarte, RealPlayer oder Windows Media Player, Kopfhörer Erforderliche Vorkenntnisse Genereller Umgang mit dem PC, Erfahrungen im Bereich der offenen Unterrichtsformen Planung Verlaufsplan "Windenergie" Die Schülerinnen und Schüler sollen einen Überblick über erneuerbare Energien erhalten. erfahren, was Wind ist und wie er entsteht. erfahren, dass Wind Kraft hat. überlegen, wie man diese Kraft nutzen kann. die Teile einer Windanlage erkennen. erfahren, wie eine Windanlage funktioniert. überlegen, welche Vorteile und Nachteile die Nutzung von Windenergie hat. erfahren, was ein Offshore-Windpark ist. Experimente zum Wind durchführen und beschreiben. Die Schülerinnen und Schüler sollen Lückentexte ergänzen. Rätselschriften entziffern. eine Tabelle vervollständigen. Abbildungen beschriften. Abbildungen vervollständigen. Worträtsel lösen. Redensarten vom Wind und ihre Bedeutung kennen lernen. ein Gedicht vom Wind lesen und abschreiben. biografische Daten von Heinrich Heine kennen lernen. zusammengesetzte Nomen mit "Wind" bilden. Lernwörter für ein Diktat üben. Verben zum Wind in Sätzen benutzen. Die Schülerinnen und Schüler sollen einen englischen Kinderreim kennen lernen. englische Wörter zu dem Reim kennen lernen und die Aussprache am Computer üben. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Windrad basteln. Ursachen für den Wind Wind ist nichts anderes als bewegte Luft. Hauptursachen für den Wind ist der unterschiedliche Luftdruck zwischen Luftmassen. Dabei fließt Luft aus dem Hochdruckgebiet so lange in das Tiefdruckgebiet, bis der Luftdruck wieder ausgeglichen ist. Je größer dabei der Unterschied zwischen den Luftdrücken ist, desto heftiger fließt die Luftmasse in das Tiefdruckgebiet nach und desto höher sind die messbaren Windstärken. Entstehung der Luftdruckunterschiede Die Sonne erwärmt die Erde und die Luft. Warme Luft hat eine geringere Dichte, ist also leichter und steigt auf. Aufgrund des entstehenden Unterdrucks strömt kalte Luft von der Seite nach: Die Luft bewegt sich und es ist Wind entstanden. Einteilung in Windstärken Wind wird gemessen in Windstärken von 0 bis 12. Bei Windstärken zwischen zwei und fünf spricht man von Böen. Bei Windstärke 6 spricht man von starkem, bei Windstärke 7 von steifem und Windstärke 8 von stürmischem Wind. Ab Windstärke 9 bezeichnet man den Wind als Sturm und bei Windstärke 12 als Orkan. Kraft des Windes Dass Wind ungeheure Kraft haben kann, wird spätestens nach einem Unwetter klar. Aber auch bei mäßigem Wind kann man seine Wirkung sehen: Er bewegt Blätter, Äste und Zweige oder dreht Wetterhähne auf Kirchtürmen. Diese Kraft des Windes wurde schon vor Jahrhunderten in Form von Windmühlen und Windräder nutzbar gemacht. Windenergie als Stromerzeuger Mittlerweile setzt man auch bei der Stromerzeugung auf Windenergie. Windkraftanlagen können in allen Klimazonen eingesetzt werden. Zudem ist er kostenlos, nicht schädlich und somit umwelt- und klimafreundlich. Da er weltweit zur Verfügung steht, gibt es keine Abhängigkeiten der Nationen untereinander. Sein großer Nachteil ist, dass er nicht jederzeit und in gleicher Stärke zur Verfügung steht und man ihn nicht speichern kann. Deshalb braucht man bei seinem Einsatz andere Energieformen, die gut speicherbar sind, als Partner. Wasser, das in Stauseen aufgefangen werden kann oder Biogas aus nachwachsenden Pflanzen sind die ideale Ergänzung und können zu so genannten Kombikraftwerken zusammengelegt werden. Umwandlung der Energien Eine Windkraftanlage wandelt die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie um und führt sie dem Stromnetz zu. Die Windströmung trifft auf die Rotorblätter und versetzt den Rotor in eine Drehbewegung. Diese Rotationsenergie wird an einen Generator weitergeleitet, der sie in Strom verwandelt. Dieser wird durch den Turm in den Transformator geleitet und gelangt von dort aus in das öffentliche Stromnetz. Windparks Ein Windpark ist eine Ansammlung von Windkraftanlagen in besonders windreichen Regionen auf dem flachen Land oder an sanften Hügeln. In Deutschland wurde am 27. April 2010 der erste deutsche Offshore-Windpark 45 Kilometer nördlich der Insel Borkum in der Nordsee eröffnet. Die zwölf Windenergieanlagen stehen in 30 Meter tiefem Wasser und sind bis zu 180 Meter hoch. Strom aus einer solchen Anlage leistet einen wichtigen Beitrag zur deutschen Energie- und Klimapolitik, denn die hohen Windgeschwindigkeiten auf dem Meer versprechen einen hohen Energiegewinn und damit nicht nur eine Entlastung der Umwelt, sondern auch einen wirtschaftlichen Betrieb. Inhalte Die interaktive Lernumgebung besteht neben der Eingangsseite aus sechs weiteren Hauptseiten (Eine windige Sache/Windige Sprache/Windy Things/Windige Experimente/Impressum), einer Unterseite, fünf intern verlinkten interaktiven Übungen (Hot Potatoes-Übungen/Puzzle, Memo), einer Audio-Datei, zwei intern verlinkten Dateien der Agentur für Erneuerbare Energien und 41 externen Links. Die Arbeitsanweisungen auf den meisten (bis auf Nummer 13 und 14) Arbeitsblättern beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt, oder auf interne Links. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet (durch einen Computer), auch auf dem Deckblatt. Die internen Links dagegen können auch offline bearbeitet werden. Zeitlicher Ablauf Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen von der Anzahl der jeweils vorhandenen PC-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Als sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die Partner sich gegenseitig unterstützen können. Im Bedarfsfall können als zusätzliches Angebot weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: zum Beispiel Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Aufgaben zu zusammengesetzten Nomen, weitere Verben zum Thema Wind aus Wörterbüchern suchen, Schleichdiktat der Lernwörter schreiben. Die Unterrichtseinheit ist fächerübergreifend angelegt, als Fachlehrer haben Sie aber auch die Möglichkeit, nur die Sachthemen zu behandeln und die Fächer Deutsch, Englisch und Kunst auszuklammern, wenn der fächerübergreifende Ansatz aus stundenplantechnischen Gründen nicht oder nur sehr schwer durchführbar ist. Organisation des Ablaufs Wichtig ist außerdem die Organisation des Unterrichtsablaufs. Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll. Anschließend muss eine entsprechende Einteilung vorgenommen werden (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder vom Lehrer bestimmt). Es hat sich zudem bewährt, "Computer -Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium als erste Ansprechpartner fungieren sollen. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrkraft überprüft werden kann. Für den Einstieg in das Thema können Sie diese Abbildung (zum Vergrößern anklicken, Download siehe wikipedia.org ) möglichst großformatig ausdrucken oder per Beamer an die Wand projizieren und die Schülerinnen und Schüler fragen, was da wohl abgebildet ist. Hier befindet sich eine kurze Einführung in die Arbeit mit der Lernumgebung. Die Kinder können auch zwischendurch davon Gebrauch machen, um sich Dinge ins Gedächtnis zu rufen. Lösung der Rätselschrift auf dem Arbeitsblatt: außerdem, denn, ihr, überall. (Zur Erleichterung dürfen die Kinder einen Spiegel benutzen.) Diktattext: Windenergie Die Vorräte an Öl, Gas und Kohle schrumpfen und werden eines Tages ganz erschöpft sein. Deshalb sollten wir vermehrt andere Energiearten nutzen. Wind ist dabei eine umweltfreundliche Möglichkeit, weil keine Abgase entstehen, die die Luft verschmutzen. Außerdem sind Windkraftwerke ungefährlich, denn bei ihrem Betrieb können keine größeren Unfälle passieren und sie erzeugen keinen schädlichen Müll. Die Nutzung von Windstrom verringert den Verbrauch an Öl, Gas oder Kohle, die meist teuer in anderen Ländern eingekauft und transportiert werden müssen. Wir werden also unabhängiger und sparen Kosten, weil es den Wind überall und umsonst gibt und wir unsern Strom selbst erzeugen. (100 Wörter) Windiger Spaß Beim interaktiven Rätsel können die Kinder ihr Wissen über Wind und erneuerbare Energien testen. Falls Sie keinen Drucker an die Computer angeschlossen haben, sollten Sie die Bastelanleitung und die Vorlage für das Windrad vorab ausdrucken. Ein Spiel (Zündholzschachtel pusten), ein interaktives Puzzle, ein interaktives Memo und ein Ausmalbild runden das Projekt ab.

In dieser Unterrichtseinheit berechnen die Lernenden mit digitalen Hilfsmitteln die Wahrscheinlichkeit für den Achtelfinaleinzug von Deutschland bei der Fußballweltmeisterschaft 2022 mithilfe von Sportwetten. Das Ziel des Materials ist es, die Aufgabe mithilfe von Modellierungstätigkeiten zu lösen und dadurch die Kompetenz des mathematischen Modellierens zu stärken.In dieser Unterrichtseinheit wird die Wahrscheinlichkeit eines Achtelfinaleinzugs von Deutschland bei der Fußball-WM 2022 in Katar bestimmt. Als Ansatzpunkte werden dazu die Wettquoten von Sportwettenanbietern verwendet. Es handelt sich um eine Modellierungsaufgabe, bei der die Schülerinnen und Schüler im Laufe der Unterrichtseinheit die verschiedenen Teilschritte des mathematischen Modellierens durchlaufen. Die Lernenden werden schrittweise durch die Aufgabe geführt und erarbeiten sich damit Stück für Stück die Lösung der Aufgabe selbstständig. Unterstützt werden sie dabei von einer digitalen Lernumgebung, die Informationstexte, Aufgabenstellungen und Zusatzmaterialien wie GeoGebra-Simulationen und Vorlagen für Tabellenkalkulationen enthält. Zusätzlich erhalten die Lernenden ein Aufgabenheft, in dem sie die Aufgaben schriftlich bearbeiten können. Im Laufe der Unterrichtseinheit wird die Ausgangssituation der Aufgabenstellung zunächst analysiert, vereinfacht und anschließend in das mathematische Modell eines zweistufigen Zufallsexperiments übersetzt. Danach werden die beiden Stufen des Zufallsexperiments getrennt voneinander betrachtet und entsprechende mathematische Überlegungen angestellt. Ein entscheidender Aspekt der mathematischen Überlegungen ist die Übersetzung der Wettquoten in Wahrscheinlichkeiten, wobei im Zuge dessen Begriffe wie Pseudowahrscheinlichkeiten und gewinnbereinigte Wahrscheinlichkeiten eingeführt und voneinander abgegrenzt werden. Anschließend werden in mehreren Teilschritten unter Verwendung der ersten und zweiten Pfadregel und dem Satz über bedingte Wahrscheinlichkeiten schließlich die verschiedenen Probabilitäten berechnet, die schlussendlich zu der gesuchten Wahrscheinlichkeit des Achtelfinaleinzugs zusammengefasst werden. Zuletzt wird die Aufgabenlösung und damit das erstellte Modell durch den Vergleich mit der bei Sportwettenanbietern angegebenen Wettquote kritisch hinterfragt, was den Modellierungsprozess abschließt. Neben den bereits beschriebenen mathematischen Inhalten werden auch kombinatorische Überlegungen beim Aufstellen der Baumdiagramme angestellt sowie digitale Kompetenzen durch die Verwendung der Simulationen und Tabellenkalkulationen gestärkt. Ziel der Unterrichtseinheit ist es somit, die Modellierungskompetenz und die digitalen Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler zu stärken, wodurch wichtige Aspekte der Bildungsstandards aufgegriffen werden. Das Thema "Mathematisch modellieren" im Unterricht Mathematische Modellierungen erlangen im Kontext interdisziplinärer Aufgaben- und Fragestellungen zunehmende Bedeutung, da zur Beantwortung mathematischer Fragestellungen Realsituationen zunächst in entsprechende Modelle übersetzt werden müssen, bevor eine Aufgabenlösung erfolgen kann. In der vorgestellten Unterrichtseinheit kann die Modellierungskompetenz auf erhöhtem Niveau durch die Bearbeitung einer komplexen, realitätsnahen Aufgabenstellung gefördert werden. Dafür wurde die vorgestellte digitale Lernumgebung auf Grundlage von erprobten und in der Literatur beschriebenen Konzepten für Unterrichtsreihen und Projekttage erstellt, da durch diese der Modellierungsprozess bei Schülerinnen und Schülern schrittweise angeleitet werden kann. Didaktisch-methodische Analyse Durch die vorgestellte digitale Lernumgebung wird die Modellierungskompetenz von Schülerinnen und Schülern gefördert. Sie durchlaufen während der Bearbeitung der Aufgabenstellung die in den KMK-Bildungsstandards geforderten und beschriebenen Teilschritte der mathematischen Modellierung, wodurch die Kompetenz insgesamt gestärkt wird. Um den ebenfalls in den Bildungsstandards geforderten Aspekt der Digitalisierung aufzugreifen, werden in der digitalen Lernumgebung Simulationen und Tabellenkalkulationen verwendet. Die Simulationen helfen zusätzlich, die erarbeiteten Sachverhalte darzustellen und zu visualisieren. Insbesondere die schnelle und einfache Erstellung von Baumdiagrammen mithilfe von Schiebereglern stellt einen enormen Vorteil dar, da nicht die zeichnerische Umsetzung, sondern die Mathematik im Vordergrund steht. Die Verwendung der Tabellenkalkulationen zeigt den Lernenden Chancen von digitalen Programmen in Bezug auf Datensätze auf und erleichtert den Umgang mit diesen. Die vorgestellte und praktisch erprobte Modellierungsaufgabe behandelt Sportwetten als thematischen Schwerpunkt, da dieses Thema einen großen Alltagsbezug für die Lernenden aufweist. Durch die Präsenz des Themas bei Schülerinnen und Schülern steigt die Motivation der Bearbeitung, da die Relevanz der Fragestellung deutlich wird. Dies wurde bei mehreren Durchführungen mit Lernenden im Rahmen des Mathematik-Labors, einem außerschulischen Lernort, beobachtet. Hier bearbeiteten Schülerinnen und Schüler im Rahmen von Workshops und Modellierungstagen erfolgreich die vorgestellte Modellierungsaufgabe. Methodisch wurde eine digitale Lernumgebung erstellt, welche die Lernenden selbstständig zu Hause oder bei entsprechender technischer Ausstattung (Vorhandensein von genügend vielen digitalen Endgeräten) in der Schule verwenden können. Innerhalb der Lernumgebung liegen verschiedenen Kapitel vor, die schrittweise von den Lernenden bearbeitet werden können. Der Vorteil besteht darin, dass alle Schülerinnen und Schüler in ihrem eigenen Tempo arbeiten können und damit der Kompetenzaufbau sichergestellt wird. Zusätzlich werden über entsprechende PopUp-Fenster Hilfestellungen bereitgestellt. Insgesamt ist sowohl eine selbstständige als auch eine durch die Lehrkraft angeleitete Verwendung möglich. Die Bearbeitung der Aufgaben kann, je nach Unterrichtssetting und Ausstattung, entweder in Einzel- oder in Paararbeit erfolgen. Paararbeit hat den Vorteil, dass zusätzlich die Kommunikationskompetenz gestärkt wird. Außerdem kann sich die Einbringung unterschiedlicher Ideen positiv auf den Modellierungsprozess auswirken. Weiterhin ist auch eine Verwendung in der Schule oder zu Hause möglich, sodass die digitale Lernumgebung auch für virtuelle Unterrichtsformen verwendet werden kann. Vorkenntnisse von Lehrenden und Lernenden Bei der digitalen Lernumgebung handelt es sich um eine moodle-basierte Anwendung auf der kostenfreien und öffentlich zugänglichen Webseite "OpenWueCampus". Zur Bearbeitung der Lernumgebung können sich Lehrende und Lernende unter Verwendung eines Gastzugangs mit entsprechendem Passwort (MMS_Sportwetten!) in den zugehörigen Kurs einschreiben. Dort kann dann das Material bearbeitet werden, wobei keine speziellen Kenntnisse zur Bearbeitung notwendig sind. Die GeoGebra-Simulationen sind direkt in die Lernumgebung eingebunden und erfordern nur die Bedienung von Schiebereglern und Text-Werkzeugen. Bei der Bearbeitung der Tabellenkalkulation sind grundlegende Kenntnisse, wie die Rechnung mit Zellenbezügen hilfreich. Dies wird aber auch innerhalb der Lernumgebung nochmals erklärt. Insgesamt können Lehrkräfte die digitale Lernumgebung ohne Vorkenntnisse in den Unterricht einbauen, da alle Simulationen bereits vollständig eingebettet sind und nicht mehr angepasst werden müssen. Schülerinnen und Schüler benötigen technisch ebenfalls keine Vorkenntnisse. Inhaltlich wird die Kenntnis über Zufallsexperimente, Baumdiagramme, die Pfadregeln und die bedingte Wahrscheinlichkeit vorausgesetzt. In der digitalen Lernumgebung werden sowohl Vorlagen für Tabellenkalkulationen in GeoGebra als auch in Excel verwendet. Der Hintergrund dafür ist, dass für die komplexen Rechnungen und Verknüpfungen die grundlegenden Funktionen der GeoGebra-Tabellenkalkulation nicht ausreichen, weshalb dafür das umfangreichere Programm Excel verwendet wird. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen Damit für die Lernenden ein möglichst großer Lerngewinn und Kompetenzaufbau durch die Lernumgebung erfolgen kann, sollen Lehrende die digitale Lernumgebung als innovative Lehrmethode reflektiert in ihren Unterricht einbauen können. Dazu sollen digitale Endgeräte mit Internetzugang zur Verfügung stehen und die Lernumgebung vor Verwendung erprobt werden (3.1 Lehren). Wichtig zur erfolgreichen Implementierung der digitalen Lernumgebung in den Unterricht ist, dass sichergestellt wird, dass alle Lernenden Zugang zu den erforderlichen digitalen Endgeräten mit Internetzugang haben. Außerdem sollen die Schülerinnen und Schüler bei der Handhabung unterstützt werden, damit unterschiedliche Voraussetzungen und Vorkenntnisse kein Hindernis in der Benutzung der digitalen Endgeräte und der digitalen Lernumgebung darstellen. Beide Punkte sollen von Lehrenden sichergestellt werden (5.1 Zugang und Inklusion). Lehrende sollen die Differenzierungsmöglichkeiten, die in der digitalen Lernumgebung in Form von optionalen Hilfestellungen zur Verfügung gestellt werden, geeignet und zielführend in ihren Unterricht einbauen können (5.2 Differenzierung und Personalisierung). Weiterhin sollen Lehrende verschiedene Lernformen (kooperatives und selbstreguliertes Lernen) und Kompetenzerwerbsprozesse (Informations- und Medienkompetenz) der Lernenden, die durch die Lernumgebung initiiert werden, unterstützen und fördern. Dazu müssen sie die Schülerinnen und Schüler im Rahmen der Medienkompetenz unter anderem bei der Analyse und Verarbeitung von Datensätzen mit digitalen Hilfsmitteln wie Simulationen und Tabellenkalkulationsprogrammen unterstützen. Aus diesem Grund sollen auch Lehrende Kompetenzen in diesen Bereichen aufweisen (3.3 Kooperatives Lernen, 3.4 Selbstreguliertes Lernen, 6.1 Informations- und Medienkompetenz). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre Modellierungskompetenz durch Bearbeitung der stochastischen Sportwetten-Modellierung. vertiefen ihre fachliche Kompetenz in den Bereichen der bedingten Wahrscheinlichkeiten, der Beschreibung von Zufallsexperimenten durch Baumdiagramme und der Berechnung von Wahrscheinlichkeiten mit Pfadregeln. interpretieren Sportwettenquoten unter mathematischen Gesichtspunkten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren und interpretieren den Datensatz der Sportwettenquoten vor dem Hintergrund der Notwendigkeit für die gegebene Aufgabenstellung. erkennen den Mehrwert der Verwendung von Tabellenkalkulationsprogrammen bei der Bearbeitung von Datensätzen. übersetzen ihre mathematischen Überlegungen in die bereitgestellten GeoGebra-Simulationen und nutzen die Simulationen zur Visualisierung von komplexen Inhalten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterstützen sich bei der Bearbeitung der Aufgabenstellung gegenseitig. beschreiben ihr Vorgehen bei der Aufgabenlösung dem Partner oder der Partnerin und argumentieren hinsichtlich der Vereinfachung der Situation und der Plausibilität der Modellierung. dokumentieren Lösungen schriftlich und stellen sie verständlich dar. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler reflektieren das aufgestellte Modell und die daraus gewonnenen Ergebnisse kritisch. verwenden Daten und Informationen zur Aufgabenlösung zielgerichtet. erkennen den Nutzen von digitalen Medien bei der Visualisierung von und dem Umgang mit Datensätzen. lernen die mathematische Modellierung als Möglichkeit zur Bearbeitung interdisziplinärer Fragestellungen kennen. Literaturhinweise Die Materialien wurden auf Grundlage folgender Publikationen erstellt: Siller, H.-S., Maaß, J. (2009). Fußball EM mit Sportwetten. In: Brinkmann, A., Oldenburg, R. (Hrsg.). Materialien für einen realitätsbezogenen Mathematikunterricht 14 (S. 95–112), Franzbecker: Hildesheim. Maaß, J., Siller, H.-S. (2015). Wettbetrug – ein aktuelles und realitätsbezogenes Thema zum mathematischen Modellieren. In: Maaß, J., Siller, H.-S. (Hrsg.). Neue Materialien für einen realitätsbezogenen Mathematikunterricht 2, Realitätsbezüge im Mathematikunterricht (S. 79–85), Wiesbaden: Springer. DOI 10.1007/978-3-658-05003-0_1 Siller, H.-S.; Habeck, D.; Salih, A.; Fefler, W. (2015). Sportwetten und Großereignisse als Chance für den Mathematikunterricht. Praxis der Mathematik in der Schule, Nr. 66, 57. Jg. (Dezember 2015), S. 42–46. Habeck, D., Siller, H.-S. (2017). Die 3-Punkte-Regel bei Fußballturnieren mathematisch analysiert – oder: Warum es wahrscheinlicher ist die Hauptrunde mit 5 Punkten anstatt mit 6 Punkten zu erreichen. In: Stochastik in der Schule. Heft 3, S. 2–7. Siller, H.-S., Maaß, J. (2018). Fußball EM mit Sportwetten. In: Siller, H.-S., Greefrath, G., Blum, W. (Hrsg.): Neue Materialien für einen realitätsbezogenen Mathematikunterricht 4, Realitätsbezüge im Mathematikunterricht (S. 343–356), Wiesbaden: Springer. DOI 10.1007/978-3-658-17599-3_25

Um die europäische Schuldenkrise zu lösen, werden zurzeit drei politische Strategien diskutiert: eine (zunehmend offen kritisierte) konsequente Sparpolitik, die Einführung von gemeinsamen Anleihen der Eurostaaten (sogenannte Eurobonds) und ein Monetarisierung der Staatsschulden durch die Europäische Zentralbank. Die Leitfrage dieser Unterrichtseinheit bezieht sich auf die dritte der diskutierten Alternativen. Führende europäische Politiker schlagen vor, die europäischen Verträge neu zu verhandeln. Sie wollen der Europäischen Zentralbank (EZB) erlauben, Staatsanleihen zu kaufen, um Staaten direkt Geld zu leihen. In Deutschland wird diese Forderung aus Angst vor einer Inflation von den meisten Politikern abgelehnt. Am Ende der Unterrichtseinheit können die Schülerinnen und Schüler begründen, ob sie für oder gegen den Vorschlag aus Frankreich, Italien und anderen europäischen Ländern sind. Um die Kontroverse politisch beurteilen zu können, müssen mehrere Ebenen betrachtet und Fragen beantwortet werden: Wie real ist die Inflationsgefahr wirklich? Kann mit der Monetarisierung das Ziel erreicht werden, die Schuldenkrise dauerhaft zu lösen? Welche Mechanismen könnten die Funktion der Risikozinsaufschläge auf den Märkten ersetzen? Welche Interessengruppen profitieren oder verlieren durch eine Monetarisierung der Staatsschulen? Und es stellt sich letztlich die Frage, wer wen kontrollieren soll: die Banken und Märkte die Staaten oder die Staaten die Banken und Märkte? Das im Unterricht vermittelte Wissen um diese Zusammenhänge muss stets auf ein politisches Handeln bezogen sein. Ziel der Einheit ist es deshalb, die Handlungskompetenz der Lernenden zu erweitern. Sachanalyse Die Relation zwischen Europäischer Zentralbank, privaten Banken und den einzelnen Staaten wird überblicksartig verdeutlicht. Ablauf der der Unterrichtseinheit Hier wird eine exemplarische Ablaufplanung auf Basis der zur Verfügung stehenden Arbeitsmaterialien beschrieben. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Grundkenntnisse nutzen, um den Zusammenhang von Geldzirkulation, Geldmarkt und Geldschöpfung zu beschreiben. die Forderung begründet unterstützen oder ablehnen, dass die Zentralbanken nicht über Privatbanken, sondern direkt an Staaten Kredite geben, indem sie deren Staatsanleihen kaufen (die Monetarisierung der Staatsschulden diskutieren). reflektieren, wie wahrscheinlich es ist, dass Inflationsängste sich bewahrheiten. einschätzen, ob mit der Monetarisierung das Ziel erreicht werden kann, die Schuldenkrise dauerhaft zu lösen. Interessengruppen benennen, die von dem Vorschlag profitieren oder deren Interessen verletzt würden. die politischen Ziele nennen, die mit dem Vorschlag oder seiner Ablehnung verfolgt werden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Grafiken zu bestimmten Themenfeldern im Internet finden, analysieren und eventuell eigene Schaubilder am Computer erstellen. einen offiziellen Brief mit einer Anfrage schreiben. auf Basis von Texten aus dem Internet - auch quellenkritisch - Meinungen ableiten, Inhalte erarbeiten und Positionen herausarbeiten. das Internet als differenziert zu betrachtende Informationsquelle nutzen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können verschiedene Methoden der Wissenserarbeitung und -weitergabe anwenden. ihr spontanes politisches Urteil strukturiert überprüfen und dabei Kategorien der politischen Urteilsbildung anwenden. Abgeordnete ihres Wahlkreises (oder andere Politikerinnen und Politiker sowie Expertinnen und Experten ihrer Wahl) kontaktieren, um mit ihnen politische Fragen argumentativ zu erörtern. Um die Kontroverse politisch beurteilen zu können, müssen mehrere Ebenen betrachtet und Fragen beantwortet werden: Wie real ist die Inflationsgefahr wirklich? Kann mit der Monetarisierung das Ziel erreicht werden, die Schuldenkrise dauerhaft zu lösen? Welche Mechanismen könnten die Funktion der Risikozinsaufschläge auf den Märkten ersetzen? Welche Interessengruppen profitieren oder verlieren durch eine Monetarisierung der Staatsschulen? Und es stellt sich letztlich die Frage, wer wen kontrollieren soll: die Banken und Märkte die Staaten oder die Staaten die Banken und Märkte? Das im Unterricht vermittelte Wissen um diese Zusammenhänge muss stets auf ein politisches Handeln bezogen sein. Ziel der Einheit ist es deshalb, die Handlungskompetenz der Lernenden zu erweitern. Die Europäische Zentralbank, die Banken und die Staaten Die monetäre Staatsfinanzierung ist nach den EU-Verträgen verboten. Und so leiht die Europäische Zentralbank (EZB) das Geld zunächst den Banken zu einem niedrigen Zinssatz, anstatt den Staaten zu geringen Zinsen direkt Kredite zu geben. Die Banken verleihen es dann mit unterschiedlichen Zinsaufschlägen an die Nationalstaaten, indem sie Staatsanleihen kaufen. Die höheren oder niedrigeren Zinsen dienen, so die Hoffnung, als Regulativ und sollen die Staaten zu einer vernünftigen und nachhaltigen Haushalts- und Wirtschaftspolitik anregen. Die so von den Banken erzielten Gewinne sind eine Risikoprämie, denn die Banken tragen auch das Risiko für den Fall, dass ein Land teilweise oder ganz zahlungsunfähig wird, so wie vor kurzem Griechenland. Die Politik hofft zudem, dass die Gewinne nicht in Form von Boni oder Dividenden an Manager und Aktionäre ausbezahlt, sondern für die Stärkung des Kreditgeschäfts verwendet werden und damit dem Wirtschaftswachstum dienen. Schreckensszenario Hyperinflation Nichts fürchten die Bankenwelt und die tonangebenden Politiker in Deutschland mehr als die Idee einer sogenannten Staatsfinanzierung "mit der Notenpresse", wenn nicht mehr nur die "Märkte", sondern auch die Europäische Zentralbank Staatsanleihen kaufen und so direkt Kredite an Staaten vergeben würde. In den Medien wird das Schreckensszenario einer maßlosen Überschwemmung des Geldmarktes mit frisch gedrucktem Geld gezeichnet. Das angekündigte katastrophale Ergebnis ist das einer Hyperinflation. Keine Angst vor einem Staatsbankrott Die Idee ist im Prinzip jedoch so einfach wie bestechend: Warum sollen nur private Banken Geld verleihen dürfen, wenn das doch die Zentralbank selbst auch machen könnte? Der Vorteil dieser Lösung wäre, dass die "Geldschöpfungsmacht" der EZB, die ja theoretisch unbegrenzt Geld schöpfen und verleihen kann, jede Panik im Keim ersticken würde. Investoren bräuchten keine Angst vor einem Staatsbankrott mehr zu haben, denn die Europäische Zentralbank kann ja stets neues, frisches Geld in Umlauf bringen. Auch die Zinsbelastung für die Staaten wäre geringer, und diese könnten mehr Geld für wachstumsfördernde Investitionen nutzen. Warum der Umweg über die privaten Banken? Wenn die Notenbanker zusammen mit dem Rettungsfond diese Strategie glaubwürdig genug vertreten, müsste die EZB tatsächlich nur wenig neues Geld einsetzen, sagen die Befürworter einer Monetarisierung der Staatsverschuldung. Fast überall in der Welt, sei es in den USA, Japan oder China, werde dies so gemacht. In Europa hingegen geht die Zentralbank den Umweg über die Privatbanken: Zuletzt vergab die EZB eine Billionen Euro Kredite an die Banken mit der optimistischen Hoffnung, sie würden ein wenig von diesem Geld auch in Staatsanleihen der unter Druck stehenden südeuropäischen Staaten investieren. Mit einem Bruchteil dieses Kapitals, so die Kritiker, hätte die EZB mit einem direkten Aufkauf von Anleihen wesentlich mehr erreichen können. Methodische Hinweise Die Lernenden lesen zunächst einen Infotext und diskutieren verschiedene Fragen, um das Thema erstmalig aus einer noch subjektiven Perspektive zu erschließen. Dabei werden viele Fragen noch ungeklärt bleiben und einige Fachbegriffe geklärt werden müssen. Diese Phase dient dazu, erste Probleme zu sammeln und einen möglichst unmittelbaren, subjektiven und aktiven Zugang zum Thema zu finden. Niemand kann sich in der Parternarbeit zurückziehen, weil er oder sie glaubt, von dem Thema nichts zu verstehen. Alle sind aufgefordert, Alltagstheorien zu formulieren oder zu reproduzieren, die in der weiteren Unterrichtseinheit differenziert und vielleicht auch revidiert werden können. Arbeitsplanung Die Phase der Arbeitsplanung ist bewusst so gestaltet, dass den Lernenden ein Mitspracherecht eingeräumt wird. Die Lernaufgabe wird gelesen, und die Arbeitsmaterialien werden gesichtet. In einem Plenumsgespräch wird die Arbeitsplanung besprochen, diskutiert und wenn nötig modifiziert. Mögliche Modifikationen wären: Thesenpapiere werden an Stelle von Plakaten angefertigt. Alle lesen alle Texte. Zusätzlich wird ein Streitgespräch oder ein anderes Rollenspiel organisiert. Es werden nicht nur die Abgeordneten des Wahlkreises, sondern andere Politikerinnen und Politiker sowie Expertinnen und Experten kontaktiert. Erarbeitung 1 In dieser Phase, die auch an eine andere Stelle der Unterrichtseinheit nachgeholt werden kann, erarbeiten die Lernenden Grundkenntnisse über die Geldzirkulation, den Geldmarkt und die Geldschöpfung (Arbeitsmaterial 6). Am Ende entsteht ein Schaubild, das die wesentlichen Vorgänge und Begriffe visualisiert. Erarbeitung 2 In Stationenarbeit und arbeitsteiliger Gruppenarbeit, so die Planung, erarbeiten die Lernenden die Argumente der PRO (Arbeitsmaterial 7 bis 10) und CONTRA-Positionen (Arbeitsmaterial 11 bis 13). Sicherung Die Ergebnisse werden von den Arbeitsgruppen auf Plakaten (oder nach Vereinbarung auf Thesenpapieren) gesichert. Lerndiagnostischer Test 1 Um sicherzustellen, dass die gesicherten Ergebnisse korrekt und in ihnen die zentralen Punkte der Texte enthalten sind, werden sie mit den Lösungsmöglichkeiten verglichen, die in Form eines Diagnosebogens (Arbeitsmaterial M5) vorliegen. Wenn nötig, werden die Arbeitsergebnisse vor dem Austausch ergänzt oder korrigiert. In dieser Phase erweitern die Lernenden ihre Fähigkeit, eine kritische Distanz zu ihren Arbeitsergebnissen einzunehmen, sie zu überprüfen und zu überarbeiten. Austausch (und Lerndiagnostischer Test 2) Die Arbeitsgruppen informieren sich gegenseitig über das Ergebnis ihrer Arbeit. Dies kann als Kugellager (Anleitung folgt) geschehen, als Gallery-Walk (Erläuterung der Schritte unten) oder in einer Mischform (die Gruppen, die die PRO- und die CONTRA-Argumentationen erarbeitet haben, machen zunächst innerhalb ihrer Großgruppen einen Gallery-Walk, um dann danach ein Kugellager durchführen zu können). In dieser Phaser erhalten die Lernenden weitere Rückmeldungen zur Qualität ihrer Arbeitsergebnisse und zu ihrer Fähigkeit, die eigenen Arbeitsergebnisse (im Gallery-Walk) und die Ergebnisse der anderen (im Kugellager) zusammenhängend darstellen zu können. Anleitung Gallery-Walk Jede Arbeitsgruppe stellt ihre Ergebnisdokumentationen (Plakat oder Thesenpapier) an einer dafür vorgesehenen Stelle aus. Gemischte Gruppen werden gebildet, in denen sich immer mindestens eine Expertin oder ein Experte befindet. Die Gruppen rotieren im Uhrzeigersinn im Fünf-Minuten-Rhythmus eine Station weiter und erhalten an den Stationen die Gelegenheit, die Arbeitsergebnisse zu sichten und mit den Expertinnen und Experten zu diskutieren. Die Galeriebesucher kommentieren (mit sachlichen Begründungen) die Ergebnisse anderer Arbeitsgruppen (etwa mit Klebezetteln). Das eigene Plakat oder Thesenpapier wird anschließend auf Basis der Rückmeldungen überarbeitet. Anleitung Kugellager Der oder die im Außenkreis sitzende PRO-Experte oder -Expertin berichtet dem im Innenkreis Sitzenden die Argumente der Gruppe. Dauer: etwa fünf Minuten Sitzplatzwechsel: Die Partnerschaften werden neu gebildet, indem sich die Schülerinnen und Schüler des Innenkreises um eine Station im Uhrzeigersinn weiter bewegen. Der zuhörende Partner im Innenkreis fasst nun die Argumente zusammen, die ihm das Gegenüber erzählt hat, stellt Rückfragen und fügt hinzu, was ihm noch aufgefallen ist. Der im Außenkreis sitzende PRO-Experte korrigiert, antwortet oder ergänzt. Dauer: etwa drei Minuten. Sitzplatzwechsel: Nun erläutern die im Innenkreis sitzenden CONTRA-Experten oder -Expertinnen denen im Außenkreis Sizenden die Argumente ihrer Gruppe. Dauer: etwa fünf Minuten Sitzplatzwechsel: Wiederum fasst der "Zuhörer" zusammen, was das Gegenüber gesagt hat. Der im Innenkreis sitzende CONTRA-Experte korrigiert, antwortet oder ergänzt. Dauer: ca. 3 Minuten. Lerndiagnostischer Test 3 Die Lernenden reflektieren auf der Basis ihres neuen Wissensstandes, mit welchem Ziel sie den Brief oder eine E-Mail an eine Abgeordnete oder einen Abgeordneten aus ihrem Wahlkreis, schreiben wollen. In dieser "diagnostischen Phase" gehen die Lernenden in einer strukturierten Form in die Selbstreflexion und durchdenken die Konsequenzen der einzelnen Positionen anhand von sechs Kategorien der politischen Urteilsbildung. Am Ende werten sie ihre Antworten aus und kommen zu einem fundierten politischen Urteil. Versand Die Briefe werden verfasst und per Post oder als E-Mail verschickt. Dabei können sich die Lernenden an einer Vorlage (Arbeitsmaterial M3) orientieren. Auswertung Die nach einigen Wochen eingetroffenen Antworten werden verglichen und ausgewertet. Zur Vertiefung Die Lernenden erhalten dieses Blatt (Ausdruck) und kommentieren dann die Thesen in der linken Spalte, indem sie entweder ein Gegenargument (-) oder ein unterstützendes Argument (+) notieren, das sie auch in ihrem Brief benutzt haben oder benutzen könnten. Dann vergleichen sie ihre Argumentation mit den Lösungsvorschlägen.