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Mit diesem Arbeitsmaterial werden die Grundlagen zur exponentiellen Ausbreitung von Krankheiten erarbeitet. Basis dafür ist die Durchführung eines Modellversuchs.In dieser Unterrichtsstunde geht es darum, wie schnell sich Infektionskrankheiten verbreiten können. Die Grundlage für diese Stunde ist das Wissen über die Verbreitungswege von Infektionskrankheiten und wie sich eine Infektion vermeiden lässt. Ausgehend von diesem Wissen wird ein Experiment durchgeführt, das den Lernenden modellhaft die exponentielle Ausbreitung von Krankheiten verdeutlicht. Dabei besitzen die Lernenden jeweils einen Becher mit destilliertem Wasser, wobei sich bei zwei Personen eine zehnprozentige Natriumcarbonat-Lösung im Becher befindet. Gegenseitig pipettieren sich die Lernenden Flüssigkeit in die Becher. Abschließend wird ein Indikator in alle Becher gegeben. Schon bei einer geringen Menge an Natriumcarbonat verfärbt sich die Flüssigkeit. Dieses Experiment wird im Anschluss auf seine Aussagekraft hin untersucht und beurteilt. Das Thema Ausbreitung von Krankheiten im Unterricht In jedem Jahr gibt es eine Grippe-Welle. Das Thema Infektionskrankheiten bietet also einen hohen Lebensweltbezug der Lernenden. Ausgehend vom Wissen über die Verbreitungswege von Infektionskrankheiten kann mit einem Modellversuch beispielhaft die Geschwindigkeit der Ausbreitung von Krankheiten und Infektionen verdeutlicht werden. Vorkenntnisse Die Lernenden kennen bereits die Verbreitungswege von Infektionskrankheiten und wie sie sich davor schützen können (zum Beispiel durch Impfung). Didaktische Analyse Das Thema Gesundheit und damit verbunden auch die Immunbiologie ist nicht zuletzt durch die Jakarta Erklärung zur Gesundheitsförderung für das 21. Jahrhundert ein wesentlicher Bestandteil des Biologieunterrichts. Ein Verständnis für und das Verantwortungsbewusstsein gegenüber den Mitmenschen sollen gestärkt werden. Das schließt das Wissen über die Ausbreitung von Infektionskrankheiten sowie vorbeugende Maßnahmen zur Verhinderung der Ausbreitung mit ein. Methodische Analyse Durch einen stillen Bildimpuls werden die Lernenden angeregt, sich mit dem Schutz vor und der Ausbreitung von Infektionskrankheiten auseinanderzusetzen. Anhand des Simulationsexperiments erkennen die Lernenden, wie schnell sich Infektionskrankheiten ausbreiten können. Zusätzlich verstehen die Lernenden das Experiment als Modell und begreifen Modelle als Abbild der Realität. Dabei ist stets auf die Modellkritik zu achten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler fördern durch das Arbeiten mit Modellen die fachliche Kompetenz Erkenntnisgewinnung . erkennen anhand des Simulationsexperiments, wie schnell sich Krankheiten verbreiten können. erkennen Modelle als Abbild der Realität. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sind sich ihrer sozialen und gesellschaftlichen Verantwortung bei der Ausbreitung von Krankheiten bewusst. fördern durch die Auseinandersetzung mit dem Modell ihre Selbstwahrnehmung und soziale Wahrnehmungsfähigkeit als Teilkompetenzen der Personalen Kompetenz .

Mit der Unterrichtseinheit zur quantenmechanischen Beschreibung des Wasserstoffatoms findet der Zyklus zur modellhaften Erklärung der Vorgänge in einem Atom seinen Abschluss. Ausgehend vom Bohrschen Atommodell mit den ersten quantenmechanischen Ansätzen zu Beginn des 20. Jahrhunderts wird das Potentialtopfmodell zum Wegbereiter für ein Wellenmodell mit stationären stehenden Wahrscheinlichkeitswellen, mit dem die Abläufe im einfachsten Atom – dem Wasserstoffatom – näherungsweise und halbwegs anschaulich beschrieben und berechnet werden können. Es wird benötigt für Schülerinnen und Schüler, die Physik als Leistungsfach und gegebenenfalls als Abiturfach gewählt haben. Alle weiteren Atome mit mehr als einem Elektron sind mit den Mitteln der Schulphysik nicht zu beschreiben. Anhand der beim Potentialtopfmodell gewonnenen Erkenntnisse wird den Schülerinnen und Schüler gezeigt, dass man das in einem Potentialtopf eingesperrte Elektron gut auf die Gegebenheiten im Wasserstoffatom übertragen kann. Hinzu kommen jetzt aber die Einflüsse des positiv geladenen Protons, das sich im Kern befindet und auf das Elektron eine anziehende Kraft (Coulombkraft) ausübt. Die nun folgende Herleitung zur Bestimmung der Größe des Kernradius für das Wasserstoffatom im Grundzustand setzt gute mathematische Kenntnisse voraus und kann somit nur im Rahmen eines Leistungskurses oder dergleichen angeboten werden. Erläuternde Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen ergänzen diese Unterrichtseinheit. Eine quantenmechanische Beschreibung des Wasserstoffatoms Mithilfe von Wahrscheinlichkeitsberechnungen sowie unter Einbeziehung des Coulombpotentials des im Kern befindlichen Protons können die möglichen Aufenthaltsorte von Elektronen für das einfachste Atom – das Wasserstoffatom – ebenso ermittelt werden wie die zugehörigen Energien. Vorkenntnisse Die aus der Erarbeitung von Potentialtopf und Wahrscheinlichkeit erworbenen Erkenntnisse finden nun ihre spezifische Anwendung für die Beschreibung des Wasserstoffatoms. Didaktische Analyse Für die Lernenden ist erneut ein hohes Maß an Abstraktionsvermögen nötig. Deshalb müssen Lehrkräfte sehr darauf achten, durch Abbildungen und Animationen den Sachverhalt anschaulich zu gestalten. Zudem muss der anspruchsvolle Stoff den Schülerinnen und Schüler vorbehalten bleiben, die Physik als Leistungsfach beziehungsweise Abiturfach gewählt haben. Methodische Analyse Schritt für Schritt werden die Gleichungen zur quantenmechanischen Beschreibung des Wasserstoffatoms hergeleitet. Mit begleitenden Übungsaufgaben einschließlich sehr ausführlicher Lösungen werden die Lernenden mit den notwendigen Berechnungen vertraut gemacht. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die komplexen Vorgänge in einem realen H-Atom. können Begriffe wie Wahrscheinlichkeitsdichte und Wellenfunktion beschreiben. lernen die auf das Elektron wirkende Gesamtenergie herzuleiten und daraus die Energieniveaus des H-Atoms zu berechnen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Aufenthaltswahrscheinlichkeiten beim linearen Potentialtopf" werden die Schülerinnen und Schüler mithilfe des Potentialtopfmodelles an die tatsächlichen Vorgänge in einem Atom herangeführt. Dabei werden die Lernenden mit quantenmechanischen Beschreibungen konfrontiert, die ein nicht unerhebliches Abstraktionsvermögen verlangen. Allerdings können die notwendigen Gleichungen in Analogie zu bereits bekannten Herleitungen aus der Mechanik beziehungsweise Elektrodynamik abgeleitet werden. Es wird für Schülerinnen und Schüler benötigt, die Physik als Leistungsfach und gegebenenfalls als Abiturfach gewählt haben. In Anlehnung an die mechanische Wellenfunktion zur Beschreibung von Seilschwingungen oder Wasserwellen werden die Schülerinnen und Schüler zur Beschreibung der quantenmechanischen Wellenfunktion mit Begriffen wie Wahrscheinlichkeitsamplitude und Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte vertraut gemacht. Den Lernenden wird an konkreten Beispielen erläutert, dass man solche als Wahrscheinlichkeitswellen bezeichnete Funktionen nicht wie Wasserwellen beobachten kann, sondern nur zur mathematischen Beschreibung eines quantenmechanischen Zustandes benutzen kann. Anhand konkreter Beispiele können dann entsprechende Wahrscheinlichkeiten berechnet werden, ein in einem Potentialtopf befindliches Elektron an einer bestimmten Stelle zu finden. Aufenthaltswahrscheinlichkeit beim linearen Potentialtopf Zum Verständnis der noch folgenden Unterrichtseinheit zur quantenmechanischen Beschreibung des Wasserstoffatoms sind Kenntnisse über quantenmechanische Grundprinzipien wie Welle-Teilchen-Dualismus und Wahrscheinlichkeitsberechnungen zu Aufenthaltsorten von Elektronen notwendig. Dies kann mithilfe des linearen und dreidimensionalen Potentialtopfes den Schülerinnen und Schülern sehr gut nahegebracht werden. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können kaum vorausgesetzt werden. Allerdings helfen die aus der Mechanik und Elektrodynamik bekannten Beschreibungen von mechanischen und elektromagnetischen Wellen sehr bei der Einführung der abstrakten Wahrscheinlichkeitswellen. Didaktische Analyse Bei der für die Lernenden nicht ganz einfachen Herleitung von Wahrscheinlichkeitswellen ist Abstraktionsvermögen gefragt. Deshalb müssen Lehrkräfte sehr darauf achten, durch Abbildungen und Animationen den Sachverhalt möglichst anschaulich zu gestalten. Im Übrigen sollte der anspruchsvolle Stoff den Schülerinnen und Schülern vorbehalten bleiben, die Physik als Leistungsfach beziehungsweise Abiturfach gewählt haben. Methodische Analyse In einer schrittweisen Hinführung werden die Lernenden in die Berechnungen von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten eingeführt. Ergänzende Übungsaufgaben erläutern und verfestigen das Gelernte mit dem Ziel, damit auch die realen Vorgänge in einem Wasserstoffatom verstehen zu können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die quantenmechanischen Vorgänge im atomaren Bereich mit den Methoden der klassischen Physik nicht beschrieben werden können. können Begriffe wie Wahrscheinlichkeitswelle und Aufenthaltswahrscheinlichkeit beschreiben. wissen, wie man Wahrscheinlichkeiten in der Quantenphysik herleitet und berechnet. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler überprüfen selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. lernen die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin zu überprüfen und einzuordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Thema Redemittel in Deutsch als Fremd- oder Zweitsprache üben die Lernenden zur Kommunikation spielerisch typische feste Ausdrücke der deutschen Sprache für alltägliche Situationen ein. Sie lernen höfliche Fragen, Empfehlungen und Ratschläge für Diskussionen in der Fremdsprache zu formulieren.Dieses Material für den Unterricht in Deutsch als Zweit- oder Fremdsprache trainiert feste Strukturen der deutschen Sprache, um höfliche Fragen, Empfehlungen und Ratschläge in authentischen Kommunikationssituationen auszudrücken. Die Schülerinnen und Schüler üben in Spielen Redemittel ein, die ihnen Sicherheit geben, in der Zielsprache zu kommunizieren. Als Redemittel werden feste Satzteile bezeichnet, die unverändert oder nahezu unverändert in bestimmten kommunikativen Situationen verwendet werden. Während Wortschatz und Grammatik zu den klassischen Inhalten des Fremdsprachenunterrichts gehören, werden typische Redemittel der deutschen Sprache in DaF oder DaZ häufig vernachlässigt, obwohl sie für die idiomatische Sprachverwendung unabdingbar sind. Die Förderung der Sprechfertigkeit sowie der kommunikativen Handlungsfähigkeit sind damit die wesentlichen Lernziele dieser Einheit. Im Unterrichtsmaterial werden typische Situationen der Kommunikation aus der Lebenswelt von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufen I und II aufgegriffen, zu denen entsprechende Ausdrücke vorgestellt und eingeübt werden. Das Thema Redemittel der deutschen Sprache im Unterricht Vor der Einführung von Redemitteln in DaF oder DaZ sollte die Lehrkraft zur Vorentlastung einerseits die Funktion der Redemittel sowie andererseits ihre Einbindung in den Satz im Blick haben. Dazu ist es hilfreich, wenn bestimmte Phänomene der deutschen Grammatik wie indirekte Fragen, dass-Sätze, Konjunktiv II oder grammatische Zeiten bereits bekannt sind. Vorkenntnisse Die Lernenden benötigen Deutschkenntnisse auf dem Niveau A2 und sollten mit indirekten Fragen, Konjunktiv II Präsens und dass-Sätzen vertraut sein. Didaktische Analyse Während die Schülerinnen und Schüler häufig versuchen, auf der Wortebene zu lernen, und Lehrkräfte oft bemüht sind, ihnen Strukturen der deutschen Grammatik zu vermitteln, werden Redemittel im Unterricht oft vernachlässigt. Dabei schließen sie eine wichtige Lücke im Spracherwerb und sind eine Voraussetzung für den idiomatischen Sprachgebrauch. Das Arbeitsblatt zum Thema "Höfliche Fragen" lässt sich beispielsweise einbetten in eine Einheit zur Orientierung in der Stadt . Grammatikalisch ist es für die Übung wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler indirekte Fragen kennen. Gleichzeitig kann das Grammatik-Thema indirekte Fragen mit dem vorliegenden Arbeitsmaterial vertieft und gefestigt werden. Materialien zu indirekten Fragen finden Sie in Lehrbüchern der Stufe A2. Methodische Analyse Durch die spielerischen Situationen in diesem Unterrichtsmaterial, die möglichst nah an der Lebensrealität der Jugendlichen gestaltet sind, erschließt sich den Schülerinnen und Schülern unmittelbar, wie sie die erlernten Redemittel im Alltag einsetzen können. Es ist dabei wichtig, zu vermitteln, dass die Jugendlichen diese Satzteile auswendig lernen müssen und am besten nicht verändern sollten. Sie können die Übungen darüber hinaus als Beispiele verwenden, um selbstständig neue Materialien zu anderen kommunikativen Situationen zu erstellen, wenn Sie beobachten, dass den Jugendlichen in diesem Bereich wichtige Redemittel fehlen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen das Prinzip Redemittel als feste, unveränderliche Satzteile der deutschen Sprache kennen. üben zur Förderung der Sprachkompetenz Redemittel zu bestimmten, im Alltag relevanten Situationen zur Kommunikation. festigen Vorwissen zu bestimmten grammatikalischen Strukturen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler gehen in Rollenspielen kreativ mit gelernten Inhalten um. hören aktiv zu und gehen auf das ein, was Gruppenmitglieder oder Partnerinnen und Partner sagen. ordnen sprachlichen Äußerungen bestimmte Funktionen zu und machen damit die Kommunikationsabsicht klar.