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Die Unterrichtseinheit für das Fach Biologie der Klasse 8 vermittelt grundlegendes Wissen über Aufbau und Funktionsweise des menschlichen Ohrs. Die Schülerinnen und Schüler erforschen, wie Schallwellen übertragen und im Gehirn verarbeitet werden, vergleichen den Hörbereich von Mensch und Tier und lernen, wie Lärm das Gehör schädigen kann. Ein Rätsel und Hörtests vertiefen das Verständnis auf anschauliche Weise. Der Einstieg in die Unterrichtseinheit zum Thema "Hörst du mich – das menschliche Ohr erforschen" erfolgt über die Anatomie des menschlichen Ohrs. Mithilfe eines kurzen Sachtextes und einer Abbildung lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau des menschlichen Ohrs, dessen Bestandteile und Aufgaben kennen und lokalisieren dessen Bestandteile selbstständig. Anschließend haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ihren persönlichen Hörbereich zu testen und mit Vertretern aus dem Tierreich zu vergleichen. Dies ermöglicht einen persönlichen Zugang zu dem Thema und beinhaltet ein hohes Aktivierungspotenzial. In der folgenden Erarbeitungsphase lernen die Schülerinnen und Schüler etwas über die Gefahren für das menschliche Ohr. Zudem erfahren sie, wie ein Hörgerät funktioniert und welche Aufgaben zu dem Berufsbild einer Hörakustikerin beziehungsweise eines Hörakustikers gehören. In einem abschließenden Rätsel haben die Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit, ihr neu erworbenes Wissen spielerisch zu testen. Die kurzen Expertentexte gehen auf alltagsnahe Fragen ein und können somit das Interesse der Schülerinnen und Schüler am Thema fördern. In dieser Unterrichteinheit soll durch das Testen des eigenen Hörbereichs ein persönlicher Zugang zum Thema "Hörsinn" ermöglicht werden. Wichtig dabei ist, dass dieser Test auf freiwilliger Basis und am besten im häuslichen Kontext erfolgt, denn es sollen keinesfalls Schülerinnen und Schüler bloßgestellt werden. Der Vergleich des eigenen Hörbereichs mit Vertretern aus dem Tierreich kann für die Lernenden dabei spannend sein. Die Bearbeitung der Materialien erfordert die Kenntnis darüber, wie Reize an unser Gehirn weitergeleitet werden (Reiz-Reaktions-Schemata) sowie Grundkenntnisse über den Aufbau von Sinneszellen. Darüber hinaus ist ein sicherer Umgang mit Sachtexten erforderlich. Die Schülerinnen und Schüler sollten in der Lage sein, wichtige Informationen selbstständig zu erkennen und zu markieren. Die Markierungen erleichtern den Umgang mit dem Sachtext, indem die wichtigsten Begriffe bereits hervorgehoben sind. Dies erleichtert das Herauslesen der wichtigen Informationen aus dem Text. Das Material arbeitet mit alltagsnahen Fragestellungen, um die naturwissenschaftliche Thematik zu veranschaulichen und mit der Lebenswelt der Jugendlichen zu verknüpfen. Zudem ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern einen ersten Einblick in das Hörakustiker-Handwerk. Das abschließende Rätsel dient der spielerischen Festigung der neuen Inhalte und ermöglicht den Schülerinnen und Schülern die gezielte Auseinandersetzung mit spannenden Teilgebieten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Fachbegriffe zur Anatomie des menschlichen Ohrs kennen und ordnen die Bestandteile des Ohrs selbstständig mithilfe eines Sachtextes einer anatomischen Abbildung zu. lernen den hörbaren Frequenzbereich für Menschen kennen. kennen Gründe für Gehörschädigungen und den Handwerksberuf der Hörakustikerinnen und Hörakustiker, der sich mit Hörschädigungen beschäftigt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler ermitteln ihren persönlichen Hörbereich mithilfe eines Onlinetongenerators. entnehmen wichtige Informationen eines Sachtextes selbstständig beziehungsweise mithilfe von Fragestellungen. wenden ihr neu erworbenes Wissen in Form eines Kreuzworträtsels an.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 11 vermittelt Grundlagenwissen über die Gewinnung und Verarbeitung von Eisen zu Stahl. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Redoxreaktionen im Hochofen, beschreiben die Umwandlung von Roheisen zu Stahl und erörtern chemische Prozesse im Kontext von Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit. So werden sowohl Reaktionsprinzipien als auch stoffliche Eigenschaften praxisnah erarbeitet. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Thematisch orientiert sie sich dabei an einem Werkstoff, der nicht nur in der Industrie, sondern auch im Alltag eine ganz entscheidende Rolle spielt: Stahl. Er lässt sich in jeglichen Branchen wiederfinden und ist als Werkstoff nicht wegzudenken. Im Fokus dieser Unterrichtseinheit steht die Gewinnung von Eisen sowie die Weiterverarbeitung zu Stahl. Dabei wird zunächst der Abbau von Metalle rzen im Detail betrachtet. Besonderes Augenmerk wird dann auf den Hochofenprozess und die dabei ablaufenden chemischen Reaktionen gelegt, wodurch die Schülerinnen und Schüler das Thema der Redoxgleichungen wiederholen und lernen es anzuwenden. Neben der Herstellung von Eisen wird auch die Umwandlung von Roheisen zu Stahl näher betrachtet, wobei hier vor allem das Linz-Donawitz-Verfahren eine wichtige Rolle spielt. Außerdem kann in einer fächerübergreifenden Aufgabenstellung die Stahlherstellung in Bezug auf Ressourcenschonung und Umweltfreundlichkeit zunächst in Gruppen und dann innerhalb der Klasse diskutiert werden. Dabei werden das kritische Hinterfragen und das Zusammenarbeiten in einer Gruppe sowie die Verteilung der Aufgaben geübt. In einigen Aufgabenstellungen dieser Unterrichtseinheit wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und geschult. Abschließend beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema Stahl als Werkstoff. Hierbei wird vor allem auf die enorme Vielfältigkeit an Anwendungsgebieten sowie verschiedenen Legierungsmöglichkeiten hingewiesen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen groben Überblick über die Einteilung der Stähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung und erkennen Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der Stahllegierungen und den zugesetzten Elementen. Stahl ist einer der am häufigsten verwendeten Werkstoffe der Welt . Er begegnet uns überall im Alltag, ob am Frühstückstisch, auf dem Weg zur Schule oder in der Freizeit am Computer. Doch nicht nur im Alltag besitzt er größte Relevanz, auch als Werkstoff für die Bauindustrie, in Werkzeugen oder Maschinen ist er nicht mehr wegzudenken. Daher ist diese Thematik von höchster Bedeutung für den schulischen Unterricht. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemie- und Geografieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann im Anschluss an das Themengebiet "Energie und chemische Reaktionen" als möglicher Kontext in Bezug auf die "Metallgewinnung" sowie einem "Nachhaltigen Umgang mit Stoffen und Energie" behandelt werden und bezieht sich dabei vor allem auf die Rahmenlehrpläne der Länder Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen. Die Einheit bietet ebenso fächerübergreifende Aspekte und könnte teilweise als vertiefendes Modul im Fach Geografie für das Themengebiet "ökonomisch relevante Bodenschätze" beziehungsweise "Überblick über Arten und Verteilung von Bodenschätzen" eingesetzt werden. Außerdem kann diese Einheit in verringertem Umfang als ergänzendes und weiterführendes Material für die Sekundarstufe I während der Thematik "Metalle – Schätze der Erde" verwendet werden. Grundlegende chemische Kenntnisse werden für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. Die Aufstellung von Reaktionsgleichungen und insbesondere von Redoxgleichungen sollte zuvor mit den Schülerinnen und Schülern besprochen worden sein. Außerdem sollte die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. In der ersten Doppelstunde wird zunächst über das Thema der Metalle rze gesprochen. Als zentraler Punkt bei der Stahlherstellung wird auch hier besonderes Augenmerk auf den Hochofenprozess gelegt. Wahlweise kann hier eine klimafreundlichere Alternative zum Hochofenprozess – die wasserstoffbasierte Stahlerzeugung – thematisiert und so auf die Wichtigkeit einer nachhaltigen Großindustrie eingegangen werden. Im Anschluss werden der Werkstoff Stahl und seine Eigenschaften näher betrachtet. Im Verlauf der Unterrichtseinheit kann zwischen darbietendem Unterricht und der aktiven Mitgestaltung durch Schülerinnen und Schüler immer wieder variiert werden, was eine abwechslungsreiche Unterrichtsgestaltung erlaubt. Die Einheit bietet vertiefendes chemisches Wissen in Anlehnung an den Alltag mit breit gefächerten, binnendifferenzierbaren Aufgabenstellungen in verschiedenen Schwierigkeitsstufen. Diese können je nach Wissensstand, Grund- oder Leistungskurs flexibel ausgetauscht oder ergänzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich detailliiertes Wissen über Metallerze und deren Abbau. erläutern die chemischen Vorgänge im Hochofen. kennen das Linz-Donawitz-Verfahren. können verschiedene Stähle grob einteilen und sie an Gerüsten in ihrer Umgebung kennenlernen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text entnehmen und wiedergeben. können in verschiedenen Quellen zu einem naturwissenschaftlichen Sachverhalt recherchieren und verbessern dabei auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen kritisch zu hinterfragen. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden. bewerten und diskutieren in einer Gruppe.

Die Unterrichtseinheit für das Fach geschichte der Klassen 5–6 zeigt auf, wie sich die Entwicklung sanitärer Anlagen auf Lebensbedingungen und Gesundheit ausgewirkt hat. Anhand von Quellen, historischen Beispielen und globalen Bezügen erweitern die Schülerinnen und Schüler ihr Temporalverständnis und erforschen, wie sich Hygiene, Wasseraufbereitung und gesellschaftliche Strukturen gegenseitig beeinflussen. In dieser Unterrichtseinheit erhalten die Schüler und Schülerinnen anhand der drei Themengebiete "Die Toilette in der Geschichte", "Toilette und Gesundheit" und "Die Toilette ist kein Mülleimer" Einblicke in die Bedeutung sanitärer Anlagen. Das Unterrichtsmaterial beinhaltet drei Arbeitsblätter , welche unterschiedliche Aspekte der sanitären Anlagen behandeln: Die Erfindung des Wasserklosetts, die Notwendigkeit und Bedeutung sauberer Sanitäranlagen, den Zusammenhang zwischen Gesundheit und einer sicheren Sanitärversorgung und die richtige Gebrauchsweise der Toilette. Die einzelnen Unterrichtsstunden bauen dabei thematisch aufeinander auf, wobei die vorangehende Stunde einen Teilaspekt der folgenden Unterrichtstunde aufgreift. Dadurch entstehen thematische Anknüpfungspunkte. Die Unterrichtseinheit kann fächerübergreifend oder im Fach Sachkunde oder Geschichte in der weiterführenden Schule oder im Sachunterricht der Grundschule eingesetzt werden. Idealerweise bietet sich die Unterrichtseinheit im Rahmen von 3 Einzelstunden in der Sekundarstufe I in den Klassen 5 und 6 einer Haupt-, Real- oder Gesamtschule oder in einer 3. oder 4. Klasse einer Grundschule an. Allerdings lassen sich die Materialien mittels Differenzierung auch in anderen Klassenstufen und Schulformen einsetzen. Die Arbeitsblätter und Themen bieten zusätzlich die Möglichkeit, Rechercheaufträge zu den einzelnen Themen zu erteilen. Beispielweise kann die zweite Unterrichtsstunde im Kontext der globalen Sanitärkrise (siehe oben) um den Aspekt "Toiletten in anderen Ländern" erweitert werden. Hierfür könnten die Schüler und Schülerinnen Rechercheaufträge erhalten, wie die Toiletten in anderen Ländern aussehen. Das Thema bietet vielfältige Lerngelegenheiten und Anknüpfungspunkte im Rahmen der Lehrpläne und in anderen Fächern. Dabei sind einzelne Aspekte wie Umwelt und Gesundheit gut integrierbar. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass Toiletten für Gesundheit, Sicherheit und Umwelt von elementarer Bedeutung sind. Sie erkennen, welche Auswirkungen fehlende Wasser-, Sanitärversorgung und Hygiene in der Vergangenheit und in verschiedenen Ländern je nach individuellen Bedingungen haben können. Durch den Perspektivwechsel erweitern die Schülerinnen und Schüler ihren Horizont, indem sie das Thema aus einer globalen Sichtweise betrachten. Sie lernen, internationale Bedingungen sanitärer Anlagen mit ihrer eigenen Lebenswelt zu vergleichen. In diesem Zusammenhang lernen die Schülerinnen und Schüler, dass saubere Toiletten keine Selbstverständlichkeit sind und ein verantwortungsbewusster Gebrauch erforderlich für eine saubere Wasserversorgung ist. Eine gute sanitäre Grundversorgung ist essenziell, um die Gesundheit der Menschen zu schützen. Eine adäquate Nutzung und gute Klärung sind wichtig, um das Grundwasser und Gewässer nicht zu verunreinigen. Die dritte Unterrichtsstunde stellt insbesondere den Themenbereich der Abwasserentsorgung und -aufbereitung sowie die Verschmutzung der Ressourcen in den Fokus. Ein verantwortungsbewusster Umgang mit den Ressourcen, in Bezug auf Abfall, werden explizit thematisiert. Meist gelangen Abfälle und Umweltgifte durch die Entsorgung in der Toilette in das Abwasser. Diese müssen im Anschluss mit hohem technischen, personellen und finanziellen Aufwand wieder herausgefiltert werden. Einige Verunreinigungen können nicht gänzlich im Klärwerk entfernt werden und gelangen über Gewässer und Versickerung im Boden zurück in den Wasserkreislauf . Unter Umständen beschädigen die Abfälle und giftigen Schadstoffe auch die Kanalisation und Maschinen der Kläranlage. Die richtige Sanitärversorgung hat den Einfluss, soziale und wirtschaftliche Entwicklung zu fördern, Bildungschancen zu erhöhen und für Sicherheit zu sorgen. Sie ist ein Grundbedürfnis des Menschen für eine gesunde Entwicklung und spielt eine wichtige Rolle, um einen Beitrag zu einem effizienten Umwelt- und Ressourcenschutz zu leisten. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler benötigen keine besonderen Vorkenntnisse für diese Einheit und können größtenteils Bezüge zu ihrem Alltag aufnehmen. Des Weiteren helfen die Informationsblätter ihnen dabei, das wichtigste Hintergrundwissen zu erarbeiten. Kenntnisse über den natürlichen und urbanen Wasserkreislauf sind jedoch für eine Diskussion hilfreich, diese werden in der Regel in den ersten beiden Grundschulklassen thematisiert. Die bereitgestellten Arbeitsblätter bieten Zusatzinformationen, welche die Lehrvideos der Unterrichtsstunden ergänzen. Zur Erarbeitung der Inhalte bietet sich entweder das Unterrichtsgespräch im Plenum an oder kooperative Lernformen, bei denen das Internet genutzt werden kann. Ebenso eignen sich die Arbeitsblätter zur Bearbeitung in Einzel-, Paar- oder Gruppenarbeit. Differenzierungsmöglichkeiten Die Aufgaben der Arbeitsblätter haben unterschiedliche Schwierigkeitsgrade und sind bei Bedarf mit Hilfsmitteln und Tipps ergänzbar. Ferner kann in den meisten Fällen das Videomaterial nochmals unterstützend zur Bearbeitung der Aufgaben herangezogen werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Bedeutung und Notwendigkeit einer sicheren und sauberen sanitären Versorgung kennen und erkennen, dass diese nicht überall auf der Welt selbstverständlich ist. entwickeln ein Bewusstsein für die Notwendigkeit und Problematik der adäquaten Abwasserversorgung. lernen den Kontext zwischen menschlichem Handeln und Umweltauswirkungen sowie Handlungsweise für ein verantwortungsbewusstes Verhalten. erkennen, dass Abfälle nicht in der Toilette entsorgt werden sollten, und lernen die Auswirkungen von einer falschen Nutzung kennen. setzen sich mit der Geschichte der Toilette in der Vergangenheit und heute auseinander. entwickeln ein Grundverständnis für den Kontext zwischen Gesundheit und der Nutzung sauberer, sicherer Sanitäranlagen. analysieren, bewerten, vergleichen, begründen und diskutieren, welche Bedeutung sanitäre Anlagen/Toiletten für unseren Alltag, unsere Sicherheit und Gesundheit haben. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren und bewerten Informationen aus (Lern-)Videos. suchen und filtern relevante Informationen zu einem Thema. entwickeln ihre Recherchefähigkeiten im Internet weiter. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler diskutieren umweltrelevante Probleme und gesundheitliche Auswirkungen, die im Zusammenhang mit sanitären Anlagen stehen. arbeiten kooperativ zusammen und entwickeln dadurch ihre sozialen Kompetenzen weiter. entwickeln ihre Problemlösefähigkeiten weiter.

In der Unterrichtseinheit für das Fach Politik / Wirtschaft der Klassen 11–12 lernen die Schülerinnen und Schüler sogenannte Hidden Champions kennen – mittelständische Unternehmen, die in ihrer Nische weltweit führend sind, aber kaum öffentliche Aufmerksamkeit erfahren. Die Einheit zeigt, wie Innovation und Unternehmergeist wirtschaftlichen Erfolg fördern und welche Rolle moderne Beschäftigungsformen und regionale Wertschöpfung im Mittelstand spielen. In der öffentlichen Wahrnehmung der deutschen Wirtschaft geht es oft um die Verlagerung von Produktionsstandorten, Massenentlassungen oder die Außenhandelsbilanz. Die allermeisten Betriebe in Deutschland sind davon jedoch kaum betroffen: So sind zum Beispiel die rund eine Million Handwerksbetriebe mit ihren durchschnittlich über 6 Beschäftigten eher regional ausgerichtet. Innovation ist aber ein zentrales Thema für das Handwerk . Die Innovationsleistung deutscher Handwerksunternehmen sucht weltweit ihresgleichen, das zeigen aktuelle statistische Werte zur Produktivkraft des deutschen Wirtschaftsstandorts und seiner Hidden Champions. Die Unterrichtseinheit besteht aus drei Unterrichtsstunden zu je 45 Minuten und drei nicht zwingend voneinander abhängigen Arbeitsblättern . Die Bearbeitung der Arbeitsblätter sollte dennoch in der individuell präferierten Reihenfolge stattfinden, um dem Prinzip der Strukturierung (vom Einfachen zum Komplexen) gerecht zu werden. Durch verschiedene Impulse, die aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler stammen, sowie durch gezielte Querbezüge wird eine Berufsgruppe, die in der medialen Darstellung sowie im Kontext Schule (insbesondere in der gymnasialen Oberstufe) häufig eine untergeordnete oder gar keine Rolle spielt, exemplarisch präsentiert. In dieser Unterrichtseinheit gehen die Schülerinnen und Schüler in verschiedenen Sozialformen, mithilfe verschiedener Unterrichtsmethoden und anhand von vorgegebenem Quellen- und Darstellungsmaterial sowie selbstrecherchiertem Online-Material den verschiedenen Beschäftigungsformen, der Thematik der "Innovation" und verschiedenen Praxisbeispielen (Hidden Champions) im Kontext "Handwerk" nach. Der Unterricht im Fach Politik und Wirtschaft in der Einführungs- und Qualifikationsphase (KCGO Hessen 2022) sowie in den meisten sozialwissenschaftlichen Fachkonstruktionen der gymnasialen Oberstufe in den deutschen Bundesländern zielt darauf ab, verschiedene Aspekte von Politik, Wirtschaft, Gesellschaft und weiteren Leitperspektiven (zum Beispiel Medien, Recht, et cetera) zu vertiefen. Der Begriff "Handwerk" taucht im Curriculum jedoch nicht auf. Dies ist ein Problem, da das Handwerk einen elementaren Teil unseres Wirtschafts- und Gesellschaftssystems darstellt. Das Thema "Hidden Champions" bietet sich ideal an, um Beschäftigungsformen, Innovationen und erfolgreiche, global relevante Unternehmen zu thematisieren. Damit wird eine Einordnung in die Themenfelder "Q2.4 Arbeitsmarkt- und Tarifpolitik" und "Q3.2 Strukturwandel der Weltwirtschaft als Herausforderung ökonomischer Globalisierung" möglich. Die Entwicklung fachspezifischer Kompetenzen wird durch verschiedene Arten des Zugangs gewährleistet. Mit der Analyse von online recherchierten Daten sowie vorgegebenen Statistiken schärfen die Schülerinnen und Schüler ihre Analysekompetenz für Quellen und Darstellungen. Durch das Gruppenpuzzle wird einerseits die soziale Kompetenz durch kooperatives Arbeiten und Lernen geschult, andererseits die wissenschaftspropädeutische Kompetenz durch Nutzung, Bewertung und Reflexion von Perspektiven (Multiperspektivität) fachlichen Wissens ausgebildet. Darüber hinaus wird durch die Abwechslung und Variation von individuellen und kooperativen Arbeitsphasen (Think-Pair-Share beziehungsweise Think-Group-Square-Share) der Aspekt der Arbeitsteilung zum eigenen Vorteil genutzt. Der Aspekt der Nachhaltigkeit (Lebensweltbezug) wird hier speziell durch die sozial-ökologische Perspektive hervorgehoben. Durch die Gestaltung einer "Concept-Map" reduzieren Schülerinnen und Schüler selbst recherchierte Inhalte selbstständig auf ihre Kernaussagen, visualisieren und kontextualisieren diese und bilden somit schließlich eine neue Lernstrategie aus. Durch selbstständige Beurteilungen von Sachverhalten oder Aussagen schulen die Schülerinnen und Schüler ihre politischen, ökonomischen und sozialen Urteils- sowie Handlungskompetenzen. Die Schwierigkeitsprogression startet auf jedem Arbeitsblatt von neuem, sodass dem Prinzip der Strukturierung Rechnung getragen wird. Möglichkeiten der Binnendifferenzierung werden speziell durch die Arbeitsteilung auf dem zweiten Arbeitsblatt ermöglicht. Hier können Schülerinnen und Schüler, je nach individuellem Interessenschwerpunkt, entweder die ökonomische Perspektive auf das Thema "Innovation" aus dem Sachtext herausarbeiten oder stattdessen die sozial-ökologische Perspektive. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln die Analysekompetenz für Quellen und Darstellungen und lernen politische, ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Probleme, Konflikte, Handlungs- und Entscheidungssituationen mit Hilfe der Fachkategorien eigenständig wahrzunehmen und zu erschließen. beziehen eine eigenständige Position zu politischen, ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Handlungs- und Entscheidungssituationen und begründen diese argumentativ. Dabei stützen sie sich auf Analyseergebnisse. erlangen die Fähigkeit und Bereitschaft, eigene Positionen auf Grundlage von Analyseergebnissen und -vergleichen zu beziehen und im Diskurs zu vertreten sowie anderen Positionen tolerant und gegebenenfalls kritisch zu begegnen. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen vielfältige Arbeitstechniken und Methoden forschenden Lernens (Gruppenpuzzle) zur selbständigen und kooperativen Wahrnehmung, Analyse und Beurteilung der Lerngegenstände. diskutieren ihre Resultate und simulieren dadurch Kontroversverfahren, die einen realen Lebensweltbezug ermöglichen (Konfliktorientierung: Ökonomie versus Ökologie) Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen, bearbeiten und bewahren weiterführende Informationen als Ergänzung zu vorgegebenem Quellen- und Darstellungsmaterial auf. produzieren Ergänzungen zu bereits erarbeiteten Inhalten und präsentieren diese in analoger oder digitaler Form vor der Lerngruppe (Concept-Map). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten sowohl in individuellen als auch in kooperativen Arbeitsphasen. teilen sich die Arbeit auf und produzieren mithilfe von Kommunikation paarweise eigene Denk- und Arbeitsprodukte, die dann wiederum einem größeren Teil der Lerngruppe zugänglich gemacht werden.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 10 beleuchtet zentrale Konzepte der Energieumwandlung und Energieversorgung am Beispiel des Verbrennungsmotors. Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Aufbau und die vier Takte des Motors, führen ein Experiment zur Verdichtung und Ausdehnung von Gasen durch und deuten die Ergebnisse im Kontext der Kraft-Wärme-Kopplung. Animationen und Diskussionsaufgaben regen zur Auseinandersetzung mit der Zukunft dieser Technologie an. Die Unterrichtseinheit "Motortyp Verbrennungsmotor – ohne Motor läuft nichts" thematisiert bezugnehmend auf den Themenbereich "Energieversorgung" den Verbrennungsmotor. Dabei werden der Aufbau und die vier Takte des Verbrennungsmotors thematisiert und die physikalischen Vorgänge beim Arbeitstakt experimentell untersucht. Bei der Auswertung des Experimentes werden Differenzierungen angeboten, um leistungsstarke Schülerinnen und Schüler zu fördern beziehungsweise leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler nicht zu überfordern. Die im Experiment erworbenen und formulierten Fachkenntnisse werden anschließend wieder auf den Kontext des Verbrennungsmotors rückbezogen. Methoden der physikalischen Kenntnisgewinnung werden so mit dem Themenfeld Kraftfahrzeug (Kfz) verknüpft. Abschließend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler ausgewählte Aspekte, die für einen rund laufenden Motor relevant sind. Der Unterschied zwischen Zündung und Klopfen wird dabei mit Hilfe einer Animation erarbeitet. Die Unterrichtseinheit schließt mit einer Diskussion zur Zukunft des Verbrennungsmotors ab und bettet das Themenfeld somit in einen übergreifenden Kontext ein. Die Lernenden erhalten in der Unterrichtseinheit die Möglichkeit, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten im Zusammenhang mit dem Themenfeld alleine und in Zusammenarbeit mit anderen zu entwickeln, anzuwenden und im Plenum zu diskutieren. Die Unterrichtseinheit thematisiert den im Lehrplan fakultativ enthaltenen Verbrennungsmotor und entwickelt die prozessbezogenen Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung und Kommunikation gezielt weiter. Der Verbrennungsmotor ist ein alltägliches technisches System, mit dem die Schülerinnen und Schüler bereits vertraut sind. Die Lerneinheit zum Verbrennungsmotor kann daher das Interesse der Schülerinnen und Schüler wecken, da es ihnen ermöglicht, physikalische Phänomene in ihrem täglichen Leben zu erkennen und besser zu verstehen. Auch kann das Thema im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise in handwerklichen Berufen im Bereich des Kfz oder auch in Ingenieurs-Berufen. Um die Vorgänge im Verbrennungsmotor fundiert thematisieren zu können, sind Vorkenntnisse bezüglich der physikalischen Fachbegriffe "Arbeit", "Kraft" und "Energie" notwendig, die im Rahmen der Unterrichtseinheit verwendet werden. Der Begriff "Wirkungsgrad" kann noch einmal aufgegriffen und vertieft werden. Des Weiteren bietet sich bei den mit dem Verbrennungsmotor verknüpften Themen "Nachhaltigkeit" und "Klimawandel" ein Fächerübergriff zu den Fächern "Politik und Wirtschaft" und "Erdkunde" an. In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und die Arbeit im Plenum angewandt, um eine Aktivierung aller Lerntypen zu erreichen. Dabei werden naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung wie das Entwickeln und Bearbeiten physikalischer Fragen und das experimentelle Arbeiten angewandt. Im Bereich der Kommunikationskompetenz üben die Schülerinnen und Schüler das Erschließen und Aufbereiten von Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau und die vier Takte des Verbrennungsmotors. erläutern die physikalischen Vorgänge im jeweiligen Arbeitstakt. wenden ihre physikalischen Kenntnisse zur Wärmeausdehnung von Gasen auf den Verbrennungsmotor an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können sich Informationen selbst erschließen und adressatengerecht aufbereiten. können digitale Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen. Erkenntnisgewinnungskompetenz Die Schülerinnen und Schüler identifizieren und entwickeln Fragestellungen zu physikalischen Sachverhalten. beziehen theoretische Überlegungen und Modelle zurück auf Alltagssituationen und reflektieren ihre Generalisierbarkeit. führen zur Untersuchung einer physikalischen Fragestellung geeignete Experimente durch und werten diese aus.