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In dieser Unterrichtseinheit für den fächerverbindenden Unterricht in den Naturwissenschaften und Kunst / Werken bauen die Schülerinnen und Schüler eine bionische Hand aus Pappe und setzen sich dabei mit den Funktionen der Hand, der Finger und des Daumens sowie der Knochen, Muskeln, Sehnen und Bänder auseinander. In dieser Übungsreihe basteln die Schülerinnen und Schüler eine bionische Hand aus Pappe, Schnur, Strohhalmen und Gummiband. Durch die Verknüpfung zwischen bionischen und ihren eigenen Händen können sie die Funktion der Finger und die Bedeutung des Daumens, zum Greifen und Halten von Gegenständen verschiedener Formen nachvollziehen. Sie lernen außerdem, dass es nicht möglich wäre die menschliche Hand zu bewegen, wenn sie nur aus Knochen bestünde. Die Schülerinnen und Schüler verstehen durch den Vergleich der Materialien, die sie bei der bionischen Hand nutzen, um deren Finger zu bewegen, wie Knochen, Muskeln, Sehnen und Bänder arbeiten. Die Übungsreihe ist, abhängig vom Alter der Lernenden, für 60 bis 90 Minuten konzipiert. Es bietet sich jedoch ebenfalls an, sie in eine Projektarbeit einzubetten, die andere Fächer und Themen wie Kunst, Sprache und den menschlichen Körper umfasst. Altersklasse: 8- bis 12-Jährige Material: Arbeitsblätter Schwierigkeitsgrad: einfach/mittel benötigte Unterrichtszeit: 60-90 Minuten Durchführungsort: Klassenzimmer benötigte Materialien: Bastelmaterial (Pappe, Scheren und gegebenenfalls Cuttermesser, Heißklebepistole) Kosten pro Klasse: gering (0-10 Euro) Thematischer Hintergrund: Bionik Bionik ist die Anwendung von Designs und Konzepten aus der Natur auf die Entwicklung von Systemen und Technologien. In der Medizin ermöglicht die Bionik den Ersatz oder die Verstärkung von Organen und anderen Körperteilen durch vom Menschen entwickelte künstliche Versionen. So ermöglichen bionische Prothesen Menschen mit Behinderungen zum Beispiel, einige verlorene Fähigkeiten wiederherzustellen. Ein anderes Beispiel für Bionik sind humanoide Roboter, die die Funktionsweise des Menschen oder des menschlichen Körpers nachahmen. Humanoide Roboter sollen Menschen in gefährlichen Jobs ersetzen, die zu Verletzungen oder zum Tod führen können. Der Weltraum ist wahrscheinlich eine der für den Menschen gefährlichsten und schädlichsten Umgebungen. Tatsächlich werden deshalb bereits viele Roboter zur Erkundung und Nutzung des Weltraums eingesetzt. Es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft Besatzungen bestehend aus Astronauten und humanoiden Robotern gemeinsam daran arbeiten werden, das Weltall zu erkunden. Dafür werden sie höchstwahrscheinlich beide bionische Hände benutzen. Bionische Hände ermöglichen Robotern Objekte für den menschlichen Gebrauch zu benutzen. Die Astronauten werden einen Vorteil durch den Nutzen von bionischen Händen haben, da der Gebrauch von Gegenständen im Vakuum des Weltalls mit den Handschuhen eines Raumanzuges schwierig und ermüdend ist. Die ESA (European Space Agency) hat die bionische Hand DEXHAND entwickelt, die von Robotern und eventuell sogar von Astronauten genutzt werden wird. Thematischer Hintergrund: die menschliche Hand Die menschliche Hand hat eine sehr komplizierte Struktur; sie enthält 27 Knochen und 34 Muskeln, daneben noch zahlreiche Sehnen, Bänder, Nerven und Blutgefäße, welche von einer dünnen Hautschicht umgeben sind. Jeder Finger besteht aus drei Knochen (Phalangen), die nach dem Abstand zur Handfläche benannt sind: die proximalen, mittleren und distalen Phalangen (Singular: Phalanx). Die Sehnen verbinden die Muskeln mit den Knochen, während die Bänder Knochen mit Knochen verbinden. Die Sehnen, die uns helfen unsere Finger zu bewegen, sind mit 17 Muskeln verbunden, welche in der Handfläche zu finden sind und mit 18 Muskeln in unseren Unterarmen. Die zwei Hauptbewegungen der Finger – beugen und strecken – werden durch Beuge- und Streckmuskeln ausgeführt. Beugemuskeln befinden sich auf der Unterseite und Streckmuskeln auf der Oberseite des Unterarms. Methodische Hinweise Diese Übungsreihe wurde unter Verwendung der IBSE-Methodik (Inquiry-based Science Education) konzipiert. Vertiefende methodische Hinweise finden Sie im Dokument bionische-hand-alle-materialien.pdf, das am Ende dieser Seite kostenlos heruntergeladen werden kann. Abhängig von den jeweiligen Lehrplänen und vom Alter der Schülerinnen und Schüler können die Übungen als Einzelmodule durchgeführt oder in ein Unterrichtsprojekt integriert werden. Ein Beispiel für ein Unterrichtsprojekt mit drei (oder mehr) Unterrichtsstunden wäre: 1. Die Lernenden untersuchen selbst, wie die menschliche Hand funktioniert und welche Rolle Knochen, Muskeln und Sehnen spielen, indem sie das Internet, Videos, Fotos oder andere Ressourcen verwenden. 2. Bau der bionischen Hand durch die Schülerinnen und Schüler 3. Projektabschluss mit dem Besuch eines Naturkundemuseums, um die Unterschiede zwischen menschlichen Händen und Tierpfoten zu untersuchen Um das Thema Bionik tiefergehend zu erkunden, kann diese Übungsreihe mit anderen aus dem Moon Camp-Paket, wie dem Roboterarm und dem menschlichen Körper, erweitert und kombiniert werden. Für ein umfassenderes Projekt über den menschlichen Körper können die Schülerinnen und Schüler auch an der Mission X: Trainiere wie ein Astronaut -Herausforderung teilnehmen. Die Schülerinnen und Schüler verstehen, wie die menschliche Hand funktioniert. verstehen, dass die Wissenschaft und die Medizin bionische Prothesen nutzen, um Teile des menschlichen Körpers, die fehlen oder nicht richtig funktionieren, zu ersetzen oder zu ergänzen. lernen, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den menschlichen Körper als Inspiration und Vorlage nutzen, um Werkzeuge wie Hände und Arme zu bauen, die sie in feindseligen Umgebungen wie dem Weltall oder der Tiefsee einsetzen können. erkunden und testen gemeinsam Ideen für den Bau einer simplen Maschine (bionische Hand).

In dieser Unterrichtseinheit befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Entstehung der musikalischen Notenschrift - der Notation. Sie lernen auf kreative Weise die geschichtlichen Hintergründe kennen, erfahren etwas über den Notenschlüssel, die Notenzeilen und einen etwa drei Oktaven umfassenden Tonvorrat. Außerdem üben Sie Notennamen anhand theoretischer und praktischer Übungen. So wie das "Einmaleins" in der Mathematik, ein Basiswortschatz im Fach Englisch oder die Kommasetzung im Fach Deutsch, so gehört das Erlernen der Notation zum Grundwissen im Fach Musik. Die Einheit führt die Klasse durch die Geschichte der Notenschrift, beginnend mit den ersten Menschen bis hin zum Buchdruck bei Gutenberg. Darüber hinaus lernen die Schülerinnen und Schüler die Entwicklung der Notenzeilen und des Violinschlüssels kennen. Sie erkennen, dass dieser als "Taufpate" der Noten notwendig ist, um die Namen und die Tonhöhe aller anderen Noten zu bestimmen. Die Schülerinnen und Schüler üben das Zeichnen eines Violinschlüssels und lernen den Tonvorrat von g bis c''' kennen. Mithilfe von theoretischen und praktischen Übungen werden die verschiedenen Noten geübt und gefestigt. Vorkenntnisse Diese Einheit bildet den Einstieg in die Notenlehre und es muss davon ausgegangen werden, dass die meisten Schülerinnen und Schüler keine Vorkenntnisse mitbringen. Diese sind auch nicht notwendig. Manche werden jedoch schon gewisse Kenntnisse und Erfahrungen aus dem privaten Umfeld haben, wenn sie zum Beispiel schon ein Instrument erlernen. Vorbereitung der Einheit Da die Unterrichtseinheit sehr auf die Bedürfnisse der Kinder ausgerichtet ist, ist für die Lehrkraft ein hohes Maß an Vorbereitung erforderlich. Es muss im Vorfeld Einiges kopiert werden, da die Schülerinnen und Schüler das Arbeitsblatt zur Geschichte der Notation mithilfe von Klebebildern selbst gestalten sollen. Diese werden von der Lehrkraft schon grob vorgeschnitten. Aus diesem Grund sollte der Klasse auch vorher mitgeteilt werden, dass sie Kleber und Scheren dabei haben sollen. Didaktische Analyse Die Lernenden erkennen, dass die Notenschrift und ein gewisser Tonvorrat zum Grundwissen im Fach Musik gehören und man keine Scheu davor haben muss, sich mit dieser neuen "musikalischen Sprache" zu beschäftigen. Des Weiteren wird durch die geschichtliche Herleitung das Verständnis der Schülerinnen und Schüler für Musiktheorie geschult, sodass die Lernziele für alle gleichermaßen verständlich und nachvollziehbar sind. Methodische Analyse Dadurch, dass die Unterrichtseinheit sowohl theoretische und praktische Elemente beinhaltet, und auch ein Wechsel der Sozialformen erfolgt, ist für eine hohe Motivation gesorgt und die Wahrscheinlichkeit groß, dass jede Schülerin und jeder Schüler die neue "Musiksprache" versteht. Dies geschieht auch dadurch, dass sich am Ende der Unterrichtseinheit eine praktische Phase anschließt, wodurch das zuvor Gelernte angewendet wird. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler reaktivieren und erweitern ihr bereits vorhandenes Vorwissen. verschaffen sich einen Überblick über die theoretischen Grundlagen der Entstehung der Notenschrift. erhalten spielerisch, praktisch und theoretisch Einblicke in die neue musikalische Sprache.

Mit diesem Arbeitsmaterial zu den Wochentagen erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler anhand eines Lernens an Stationen die Bedeutung der Namen sowie die richtige Reihenfolge der Tage in der Woche. Mit diesem Arbeitsmaterial werden die Wochentage als zeitliche Ordnungsbegriffe erarbeitet, bildlich dargestellt und im Gesamtzusammenhang gedeutet und interpretiert. Für die Erarbeitung der Bezeichnungen der Wochentage und ihre Einordnung in einen kulturellen und historischen Gesamtzusammenhang bietet sich als Methode das Lernen an Stationen an. Klar verständliche Arbeitsanweisungen statt linearer Abfragen regen die Schülerinnen und Schüler zu eigenem Nachdenken an und führen sie sukzessive zum richtigen Ergebnis. Der kommunikative Austausch untereinander erweitert die kognitiven Möglichkeiten und schult das kooperative Arbeiten. Mithilfe des Merkblatts "Mein Wochentagebuch oder was ich mir sonst noch merken muss" wird das aktuelle Thema "Die Wochentage" wiederholt und handlungsorientiert angewendet. Das Arbeitsblatt wird entsprechend der Vorlage gefaltet und aufgeschnitten. Die Schülerinnen und Schüler notieren sich zu jedem Wochentag ein für sie besonderes oder wichtiges Ereignis. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die Bezeichnungen und die Reihenfolge der Wochentage. können die Namen der Wochentage in einen historischen / kulturellen Kontext einordnen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen und deuten Texte und Abbildungen. verstehen die Arbeitsanweisungen und setzen sie selbstständig um. lernen den Gebrauch einer vielseitigen Merkhilfe kennen und benutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kooperieren themenzentriert untereinander. beziehen Gedanken und Überlegungen anderer mit ein. gehen würdigend mit den Beiträgen anderer um.