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In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Nuklearmedizinische Diagnostik" werden die heutigen Möglichkeiten und Verfahren wie etwa die Szintigraphie und die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) besprochen. Die Fortschritte im Umgang mit radioaktiven Strahlen sind enorm, nicht zuletzt in Hinblick auf die Patienten, die mit immer präziser und gleichzeitig den Organismus weitgehend schonenden Methoden untersucht werden können.Am speziellen Beispiel der Schilddrüse wird der Ablauf einer Szintigraphie des Organs bildhaft oder per Video vorgestellt. Dabei wird auf die heute herstellbaren radioaktiven Stoffe eingegangen, die es ermöglichen, die Strahlungsdosen so gering wie möglich zu halten. Mit hochkomplexen Aufnahmegeräten wie einer Gammakamera oder dem Scan-Verfahren bei der PET-Untersuchung werden die Schülerinnen und Schüler mit den physikalischen Gesetzmäßigkeiten und technischen Abläufen der unterschiedlichen Verfahren vertraut gemacht. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Erkenntnis, dass krankes Gewebe einen vermehrten Stoffwechsel aufweist - erst dadurch werden Untersuchungen mit radioaktiven Substanzen möglich, die sich genau in diesem Gewebe verstärkt anreichern und deren Strahlung dann ein Abbild des kranken Gewebes ermöglicht. Erst dadurch wird durch die konkrete Diagnostik des Arztes das Ausmaß der Erkrankung feststellbar. Nuklearmedizinische Diagnostik Mit der Besprechung der Behandlungsmöglichkeiten sollen die Lernenden für eine Thematik sensibilisiert werden, mit der man sich in der Regel erst auseinandersetzt, wenn man in irgendeiner Form damit gesundheitlich konfrontiert wird. Gesundheit wird jedoch in unserer Gesellschaft zu einem immer wichtigeren Thema - deshalb ist es sicher nützlich, sich auch mit dem Thema Krankheit auseinanderzusetzen und zu lernen, welche vielfältigen Möglichkeiten es heute gibt, darauf zu reagieren. Für den Unterricht sollten Lehrkräfte deshalb gut präpariert sein, um auf kritische Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse von Lernenden können nur sehr eingeschränkt erwartet werden, weil man sich mit dem Thema als junger Mensch eher nicht auseinandersetzt, wenn man nicht muss. Konkretes Wissen um die Vorgänge bei der Bekämpfung schwerer Erkrankungen wie Krebs unter Zuhilfenahme radioaktiver Hilfsmittel kann jedoch die Voreingenommenheit gegenüber dem eher negativ besetzten Thema "Radioaktivität" verringern. Didaktische Analyse Bei der Behandlung dieses sensiblen Themas muss man darauf achten, dass bei aller Gefährlichkeit der radioaktiven Strahlung diese in verschiedenen Bereichen der Medizin zu großen Fortschritten in der Diagnose und Behandlung von erkrankten Menschen geführt hat. Neben seiner Gefährlichkeit haben die Möglichkeiten, die radioaktive Strahlung in der Medizin bietet, auch etwas sehr Positives! Nuklearmedizinische Diagnostik sollte die Lernenden schon allein deshalb interessieren, weil der gesundheitliche Aspekt im Vordergrund steht. Die intensive Auseinandersetzung mit dem Thema setzt aber viel spezielles Wissen voraus, um die Gefahren gegeneinander abwägen zu können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen trotz der gesundheitlichen Gefahren von radioaktiver Strahlung auch um deren großen Nutzen in der Nuklearmedizin. kennen die Wege der Aufnahme radioaktiver Substanzen für Untersuchungen im Körper. können die Wirkungsweise von Gammastrahlung bei Szintigraphie und/oder PET-Untersuchung beschreiben. 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.

Die Unterrichtseinheit "Ängste von Jugendlichen um die Zukunft ihrer Generation" fokussiert Sorgen, Stress und Alltagsprobleme der Jugend pathologisch im Generationenkonflikt, zeigt ihre Bedeutung für das Leben unter sich verändernden Bedingungen auf und stellt Strategien zur Bewältigung vor. Die Heranwachsenden setzen sich kooperativ mit dem Thema Zukunftsängste auseinander und nutzen dabei ein Padlet. Was sind eigentlich Zukunftsängste der heutigen Jugend? Was fürchten junge Erwachsene? Klimawandel, Rechtsextremismus, Terror, Krieg, Perspektivlosigkeit, Mobbing, Armut, Einsamkeit, Rassismus oder Manipulation durch Soziale Netzwerke? Am Beispiel der schwedischen Klimaschutzaktivistin Greta Thunberg sehen wir: Viele aktuelle Entwicklungen und Krisen der Gesellschaft sowie beispielsweise der Einfluss von Donald Trump oder Wladimir Putin machen den Heranwachsenden Angst. Kinder und Jugendliche stehen bereits oft in jungen Jahren unter extremem Druck, sodass Werte wie Rückhalt und emotionale Unterstützung der Familie wieder vermehrt in den Blick genommen werden. In diesen Tagen, an denen in den Medien nahezu täglich von Krisen, Angriffen oder gar Morden an unschuldigen Personen berichtet wird, stellen sich auch viele Jugendliche Fragen wie: In was für einer Welt wachsen wir eigentlich auf? Was ist los mit unserem Land? Wie können wir unsere Zukunft sichern? Um unterschiedlichste Alltagsprobleme und die Katastrophenstimmung der Gesellschaft muss es deshalb auch im modernen Unterricht der Sekundarstufe gehen, der Kinder und Jugendliche ernst nehmen will. Ausgehend von Gerald Hüthers "Biologie der Angst" untersucht diese Einheit für den Unterricht in Ethik die Funktion von Ängsten und die sich von Generation zu Generation ändernden Auslöser. Dazu werden exemplarisch die Ängste der letzten drei Generationen miteinander verglichen. Eine besondere Rolle spielen dabei der Generationenkonflikt der 68er-Bewegung, die Ängste der Eltern, die ganz persönliche Zukunftsangst sowie Szenarien für das 21. Jahrhundert des israelischen Erfolgsautors und Historikers Yuval Noah Harari. Mit dem Wertequadrat lernen die Schülerinnen und Schüler dann ein ethisches Werkzeug kennen, das Generationenkonflikte, sofern sie aus unterschiedlichen (Bewältigungs-)Werten resultieren, in Persönlichkeitsreifung überführen kann. Die Lernenden erkennen somit in dieser Unterrichtseinheit, dass ethische Werte eine wesentliche Ressource zur Stressbewältigung bieten und eher helfen als Verdrängung. Das Thema "Ängste von Kindern und Jugendlichen um die Zukunft ihrer Generation" im Unterricht Im Rahmen dieser Einheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler anhand eines Fragebogens zum Thema Ängste von Jugendlichen mit ihren ganz persönlichen Einstellungen auseinander. Im Vergleich dazu sollten die Lernenden zur Sensibilisierung ihre Eltern in Bezug auf deren jugendliche Ängste interviewen. Eine wesentliche Voraussetzung ist es, dafür ein entsprechendes Lernklima zu schaffen. Die Erarbeitung bietet sich für den Unterricht in Ethik der Sekundarstufe an. Gleichermaßen ist das Material durch Anpassung der Aufgaben aber auch für die Fächer Deutsch, Politik und Sowi oder Geschichte interessant. Vorkenntnisse Es ist von Vorteil, wenn die Schülerinnen und Schüler bereits die aristotelische Mesotes-Lehre kennen. Die durchführende Lehrkraft sollte mit den Studentenunruhen der 68er vertraut sein. Dieses Thema zeigt, auch anhand eines Artikels der bpb auf, dass ethische Schulung durchaus imstande ist, nachhaltige Wege aus Ängsten aufzuzeigen. Didaktische Analyse Mit diesem Material können Schülerinnen und Schüler bestenfalls erkennen, dass viele ideologische und materielle Lösungen von Angst auslösenden Problemen neue Probleme schaffen, sofern sie ideologisch erzählt werden und daher heute angesichts globaler Gefahren erweiterte Wege beschritten werden müssen, wobei Ethik wichtige Markierungen liefern kann. Die Schwierigkeit kann darin bestehen, dass die Lernenden realisieren, dass sie einerseits angesichts globaler Probleme fast ohnmächtig sind, andererseits die Hoffnung nicht aufgeben sollten und schließlich auch noch realisieren müssen, dass sich ihre Generation wahrscheinlich unausweichlich mit den Themen Verzicht und Verlust auseinandersetzen muss. Methodische Analyse Ein Versuchsballon mit dem Fragebogen hat ergeben, dass die Lernenden heute ein hohes Vertrauen in ihre sozialen Kompetenzen und Ressourcen haben. Darauf, sich dieser noch mehr bewusst zu werden, sollte der Schwerpunkt in dieser Einheit liegen. Digitale Tools wie Padlet fördern in diesem Sinn die Kollaboration und Teamfähigkeit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen einen interdisziplinären Ansatz kennen. leisten den Transfer von bisher Gelerntem in einen aktuellen Zusammenhang (Mesotes-Lehre). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen digitale Tools themenbezogen. archivieren ihre Ergebnisse digital oder stellen sie zur weiteren Bearbeitung ins Intranet. fügen methodisch außerschulische und innerschulische "Lebenswelten" zusammen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bringen Geduld und Aufmerksamkeit beim Lesen anspruchsvoller Texte auf. kooperieren in der Gruppe. üben Toleranz ein. Hüther, Gerald, Biologie der Angst, Göttingen 2013 Harari, Yuval, 21 Lektionen für das 21. Jahrhundert Schulz v. Thun, Miteinander reden Bd. 2, Hamburg 1999 Carini, Marco, Fritz Teufel, Hamburg 2008

In dieser Unterrichtseinheit zur Programmierung des Raspberry Pi lernen die Schülerinnen und Schüler, wie sie Daten mithilfe der Sense-HAT-Sensoren und einfacher Programmierbefehle erfassen, auswerten und anzeigen lassen. Sie programmieren den Astro Pi so, dass er die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Umgebung misst. Ein AstroPi ist ein Mini-Computer, der mit der Unterstützung der UK Space Agency und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) von der Raspberry Pi Foundation entwickelt wurde. Es gibt zwei ganz besondere AstroPi-Computer: Sie heißen Ed und Izzy und wurden extra für einen Flug ins Weltall gebaut. Beide befinden sich nun auf der Internationalen Raumstation ISS und stehen Schülerinnen und Schülern zur Verfügung. In der vorliegenden Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, den Astro Pi so zu programmieren, dass er mithilfe der Sense-HAT-Sensoren die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Umgebung erfasst, auswertet und anzeigt. Sie simulieren das Luftfeuchte-Regelungssystem auf der ISS und erfassen Daten aus ihrer eigenen Umgebung. Darüber hinaus messen sie Beschleunigungswerte, um sich anhand des Astro Pi räumlich zu orientieren und die Richtung der Gravitation zu erfassen. Die Unterrichtsmaterialien sind Teil der Astro Pi Challenge. Durch den Wettbewerb haben Schülerinnen und Schüler die einmalige Chance, wissenschaftliche Untersuchungen im All durchzuführen, indem ihre selbstgeschriebenen Computerprogramme auf Astro Pis speziellem Raspberry Pi Computer auf der Internationalen Raumstation (ISS) ausgeführt werden. Altersgruppe: 13 bis 16 Jahre Schwierigkeitsgrad: mittel Ort: drinnen (Klassenraum) Erforderliche Materialien: Astro-Pi-Bausatz; Monitor; USB-Tastatur und USB-Maus Der Lehrerleitfaden und die zugehörigen Aufgaben, bilden den dritten Teil einer Reihe von drei Lernhilfesets, die vom ESA Education Office, der Bildungsorganisation der ESA, für die erste "European Astro Pi Challenge" entwickelt wurden. Durch das Abarbeiten der Übungen dieser Lektion in der angegebenen Reihenfolge, erlernen die Schülerinnen und Schüler die grundlegenden Programmierkenntnisse, die sie zur Datenerfassung mit den Sense-HAT-Sensoren benötigen. Es wird vorausgesetzt, dass die SuS die Grundlagen von Raspberry Pi und der Programmierung mit Python kennen. Weitere Materialien vom ESA Education Office für die European Astro Pi Challenge sind: Erste Schritte mit Astro Pi – Einrichtung von Raspberry Pi und Programmierung mithilfe von Python Der Sense Hat – Einrichtung des Sense HAT und visuelle Ausgabe über die Sense-HAT-LED-Matrix Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie sie die Sense-HAT-Sensoren über die Python-Programmiersprache steuern können. lernen, wie sie Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte mit den Sense-HAT-Sensoren erfassen können. lernen, wie man Daten darstellt und analysiert. lernen, wie man Daten auf der LED-Matrix anzeigen kann. lernen, wie sie sich mithilfe des Sense-HAT-Beschleunigungssensors räumlich orientieren können. lernen, wie sich mithilfe des Beschleunigungssensors die Richtung der Gravitation ermitteln lässt. lernen, wie man wissenschaftliche Forschung mit Computertools betreiben kann.

In der Einheit "Wasser sparen: Tipps für einen verantwortungsvollen Wasserverbrauch" setzen sich die Lernenden mit der Bedeutung von Trinkwasser sowie der Wasserknappheit aufgrund von Klimawandel, steigendem Lebensstandard und Bevölkerungswachstum auseinander. Sie werden für einen bewussten Umgang mit Wasser zum Schutz der Umwelt sensibilisiert, indem sie begleitend ihren eigenen Konsum in einem Tagebuch festhalten und hinterfragen. Wasser und der richtige Umgang damit wird aufgrund von Klimawandel und der damit verbundenen Trockenheit immer wichtiger. Ein heißer Sommer führt dazu, dass die Wasserwerke in den Medien Alarm schlagen: Das Trinkwasser wird aufgrund der Hitzewelle knapp! Behörden fordern die Bürger dazu auf, aufgrund der Wasserknappheit sparsam mit Leitungswasser zu sein. Sie verbieten deshalb sogar in vielen Gebieten, den Rasen zu sprengen oder das Auto zu waschen. Derartige Verbote schränken den Verbrauch von Trinkwasser ein und zeigen die Bedeutung von Wasser als wichtige Ressource für Mensch und Umwelt auf. Hält sich die Bevölkerung nicht daran, drohen gar Kontrollen und Strafen, um die Trinkwasserversorgung sichern zu können. In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler im Sachunterricht der Grundschule oder auch in Geographie beziehungsweise Erdkunde der Sekundarstufe I deshalb für den verantwortungsvollen Umgang mit Wasser sensibilisiert. Die Kinder lernen zunächst die Gewinnung von Trinkwasser kennen, bevor sie in einem Tagebuch ihren eignen Wasserverbrauch festhalten. Im Anschluss entwickeln sie Ideen, wie sie Trinkwasser als kostbares Gut einsparen können. Zur Festigung führen die Lernenden Versuche durch, die aufzeigen, wie viel Wasser sie tatsächlich bei einzelnen Tätigkeiten sparen könnten. Sie erfahren, dass Trinkwasser nicht in jedem Land einfach aus dem Wasserhahn kommt und werden so sensibler im Umgang mit Wasser. Das Thema "Wasser sparen für einen verantwortungsvollen Wasserverbrauch" im Unterricht Um ein Verständnis dafür zu entwickeln, woher Wasser kommt und wie wir es nutzen, ist es sinnvoll, im Unterricht zunächst die theoretischen Grundlagen dafür zu klären. Fragen, die Kinder in diesem Zusammenhang beschäftigen sind beispielsweise: Wofür brauchen wir Wasser? Wieso müssen wir Wasser sparen? Wie wird Wasser zu Trinkwasser? Die Aspekte Trinkwassergewinnung, Wasser sparen und Wasser in anderen Ländern werden mit diesem Unterrichtsmaterial im Sachunterricht der Grundschule oder auch zu Beginn der Sekundarstufe I genauer beleuchtet. Dabei sollte im Sinne der Umwelterziehung verdeutlicht werden, dass der Süßwasservorrat begrenzt und für Menschen lebenswichtig ist. Vorkenntnisse Die Nutzung des Internets wird in dieser Unterrichtseinheit vorausgesetzt. Außerdem sollte die Maßeinheit Liter bereits bekannt sein und die Verwendung eines Litermaßes klar sein. Didaktisch-methodische Analyse Um einzelne Arbeitsblätter zu bearbeiten, können Hilfekarten zur Binnendifferenzierung im Sinne der individuellen Förderung ausgeteilt werden, sodass auch die Lernenden der unteren Klassenstufen sowie vermeintlich leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler den gleichen Wissensstand erreichen können. Es empfiehlt sich, diese Hilfestellungen als freiwilliges Angebot auszudrucken, zu laminieren und an einem Gruppentisch auszulegen. Die Lernenden können dann bei Bedarf eigenverantwortlich auf diese Form der Unterstützung zurückgreifen. Dadurch, dass auf einem Arbeitsblatt zudem Lösungen zur Selbstkontrolle zur Verfügung stehen, wird die Selbstständigkeit der Schülerinnen und Schüler in besonderer Weise gefördert. Durch die Führung des Tagebuchs als Selbstreflexion erkennen die Schülerinnen und Schüler ihre eigene Wassernutzung und begreifen, wo sie selbst sorgsamer sein könnten. Die Lernenden recherchieren in Gruppen, wobei sie sich im Sinne einer positiven Abhängigkeit gegenseitig unterstützen können. So ist die Beschaffung und Analyse von Informationen ein Schwerpunkt, der durch vorgegebene Videos entschärft wird. Das Experimentieren in Gruppen zum Thema Wasserknappheit soll die die Verschwendung von Trinkwasser nachhaltig aufzeigen. Zum Abschluss der Unterrichtseinheit können die Schülerinnen und Schüler ihr gelerntes Wissen auf Plakaten im Flur auch ihren Mitschülerinnen und Mitschülern zugänglich machen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie sie Wasser sparen können. lernen die Wasseraufbereitung kennen. erfahren, welche Rolle Wasser in anderen Ländern spielen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und entnehmen Videos die wesentlichen Informationen. führen ein Tagebuch zur Selbstreflexion. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler experimentieren in der Gruppe. geben ihre Ergebnisse in Kurzvorträgen an ihre Mitschülerinnen und Mitschüler weiter. reflektieren gemeinsam über ihren persönlichen Wasserverbrauch.

In der Unterrichtseinheit "Der Farbkreis: Farbenlehre und Bildgestaltung zum Malen und Zeichnen" lernen die Schülerinnen und Schüler als Grundlage der Kunsttheorie die Wirkung und Bedeutung von Farben kennen und wenden ihr Wissen an, indem sie Farben mischen und beschreiben. In eigenen Zeichnungen nähern sie sich dann der angemessenen Darstellung von Größenverhältnissen an.Die ersten Erfahrungen mit Kunst machen die meisten Kinder bereits im Kindergarten, in dem viel gebastelt und gemalt wird. In der Grundschule sowie in der Sekundarstufe I werden diese Grundlagen dann im Zuge der bewussten Farbwahrnehmung durch die entsprechende Kunsttheorie ergänzt. Die Schülerinnen und Schüler sollen bei der Bildanalyse die Farbwahl der Künstlerin oder des Künstlers begründen sowie erklären, warum sie selbst ihre Bilder in dieser Art und Weise gestaltet haben. Ein wesentlicher Bestandteil der Theorie ist in der Kunst dafür der Zwölfteilige Farbkreis von Johannes Itten als Darstellungsform von Farbbeziehungen, der in dieser Unterrichtseinheit deshalb im Vordergrund steht. Die Schülerinnen und Schüler probieren in Gruppen selbst die Wirkungen einzelner Farbkombinationen aus und begreifen so Begriffe wie Komplementärfarben, Grundfarben und Sekundärfarben besser. Drei Ideen für Kunstprojekte runden die Einheit ab und geben Anregungen für die Umsetzung in der Praxis. Dabei malen die Schülerinnen und Schüler wahlweise mit Buntstiften, Tusche oder Bleistiften. Das Thema "Farbkreis" im Unterricht Spätestens ab der Mittelstufe müssen die Schülerinnen und Schüler in einem begleitenden Text belegen, warum sie welche Farben gewählt haben und ihre Platzierung der Objekte rechtfertigen. Um zu wissen, welchen Regeln die Farbenlehre folgt, müssen der Farbkreis und entsprechende Grundlagen zur Bildgestaltung bereits in der Grundschule oder der Sekundarstufe entsprechend eingeübt werden. Didaktisch-methodische Analyse Um die Vermittlung der theoretischen Grundlagen im Fach Kunst interessanter zu gestalten, probieren die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit viele Effekte selbst aus: So bringen sie beispielsweise in Erfahrung, wie gelb neben schwarz oder die Komplementärfarben rot und grün nebeneinander wirken. Auf diese Weise können sie den Aufbau des Farbkreises leichter verstehen und Begriffe wie Sekundärfarben mit Inhalt füllen. Als Hausaufgabe soll ein Farbkreis selbst erstellt und beschriftet werden. Darüber hinaus werden in dem Unterrichtsmaterial diverse Ideen für Kunstprojekte aufgezeigt: Die Schülerinnen und Schüler sollen dabei zum Beispiel den Blick durch ein Schlüsselloch malen oder das Innenleben einer Schneekugel gestalten. Bei diesen Vorschlägen müssen sie neben der Farbwahl auf die Größenverhältnisse achten. Der Vergleich zweier Kunstwerke, die im Falle von Van Gogh eher mit warmen und im Falle von Claude Monet eher mit kalten Farben gestaltet worden sind, wird durch Nachzeichnen ergänzt. Die Vielfalt der Arbeitsaufträge sowie die Möglichkeit des freien Zeichnens regen die Lernenden zu Phantasie und Kreativität an. Darüber hinaus wird auf diese Weise dem Prinzip der individuellen Förderung Rechnung getragen. Der Abschlusstest dient der Selbstüberprüfung oder auch als Vorbereitung für eine Klassenarbeit, um zu prüfen, ob das Gelernte verstanden und behalten wurde. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Farbkreis kennen. malen bedeutende Kunstwerke nach und wenden ihr Wissen der Farbenlehre aktiv an. gestalten das Innenleben einer Schneekugel oder eines Schlüssellochs und achten auf die angemessenen Größenverhältnisse der Bildgestaltung. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich gemeinsam in der Diskussion Grundwissen über die Kunsttheorie sowie die Wirkung und Bedeutung der Farben. arbeiten in der Gruppe zusammen und nehmen die Vorschläge der anderen in ihre Überlegungen mit auf.

In dieser Unterrichtseinheit zu Tierzellen und Pflanzenzellen lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Zellbestandteile der zwei Zelltypen kennen. Anschließend vergleichen sie tierische und pflanzliche Zellen miteinander, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten festzustellen. Optionale weiterführende Aufgaben und Spiele können der Festigung des Wissens dienen. Jedes Lebewesen ist aus Zellen aufgebaut, die die kleinste lebende Einheit unseres Seins darstellen. Der Aufbau und die Funktion der einzelnen Bestandteile einer Zelle sind daher ein relevantes Thema im Fach Biologie. Für das Verständnis weiterer biologischer Vorgänge ist ein Vorwissen über den Zellaufbau und über die Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen unerlässlich (zum Beispiel zur Beantwortung von Fragen wie: "Warum wird Salat welk?", "Warum darf ich kein destilliertes Wasser und kein Salzwasser trinken?", "Wie und wo findet die Fotosynthese statt?"). Die Unterrichtseinheit "Tierische und pflanzliche Zelle: Bau und Vergleich" für den Biologieunterricht in der Sekundarstufe I ist auf ein bis zwei Unterrichtsstunden ausgelegt. Mithilfe der vertiefenden Aufgaben kann die Einheit auf bis zu vier Stunden ausgedehnt werden. Zum Einstieg in die Unterrichtsstunde erhalten die Schülerinnen und Schüler einen Lehrerimpuls ("Was ist eigentlich die kleinste Einheit, aus der wir aufgebaut sind?"), gefolgt von einem Bildimpuls (Bild von Mensch und von Tier). So werden sie zur Äußerung von ersten Vermutungen über den Vergleich von menschlichen und tierischen Zellen angeregt. Die Lehrkraft kann dies mit der Frage einleiten: "Gibt es Unterschiede in den Zellen von Mensch und Tier?". Anschließend wird zunächst die Pflanzenzelle näher betrachtet: Die Schülerinnen und Schüler erhalten Informationen über die Zellbestandteile und beschriften die Pflanzenzelle. Dann beschriften sie die Tierzelle und können im Anschluss daran Tier- und Pflanzenzellen miteinander vergleichen. Schnelle Schülerinnen und Schüler können eine zusätzliche Knobelaufgabe lösen. Zur Festigung dienen ein Domino-Spiel, ein Kreuzworträtsel und / oder der Bau eines 3D-Modells einer Zelle. Das Thema "Tier- und Pflanzenzelle" im Unterricht Die Lehrkraft sollte sich mit dem Bau und den genauen Funktionen der Zellbestandteile auskennen, um gegebenenfalls weiterführende Fragen der Schülerinnen und Schüler zu beantworten. Für den weiterführenden Biologie-Unterricht ist es notwendig, den Aufbau und die Unterschiede der Zellen zu kennen, um weitere Vorgänge (Plasmolyse, Fotosynthese, ...) zu verstehen und richtig zu deuten. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler erkennen die unterschiedlichen Strukturen und Funktionen innerhalb der Zellen und lernen die Zelle so als System kennen. Dies ist auf den ersten Blick erst einmal viel und vielleicht auch nicht klar zu unterscheiden, sodass an dieser Stelle eine didaktische Reduktion stattfindet: Die Funktionen werden nur grob benannt und einige Zellorganelle werden zunächst weggelassen, da dies weiterführendes Wissen (zum Beispiel über Proteine) voraussetzt. Wird im Anschluss an die einführende Unterrichtsstunde (beziehungsweise Doppelstunde) ein Modell gebastelt, so kann man dieses im Nachhinein nutzen, um Modelle zu bewerten und Modellkritik zu üben. Dies ist auch im weiteren Verlauf des naturwissenschaftlichen Unterrichts notwendig, da Modelle stetig zur besseren Anschaulichkeit genutzt werden. Methodische Analyse Um das Leseverständnis und das eigenständige Arbeiten jedes einzelnen Schülers und jeder einzelnen Schülerin zu fördern, sollten die Arbeitsblätter in Einzelarbeit bearbeitet werden. Eine Zwischensicherung nach Bearbeitung der Pflanzenzelle bietet sich an, um sicherzustellen, dass alle Schülerinnen und Schüler alle Zellorganelle richtig beschriftet haben, da dies Voraussetzung für die weitere Bearbeitung ist. Je nach Klassenstärke und Selbständigkeit können hier auch Lösungsblätter ausgelegt werden. Schnelle Schülerinnen und Schüler haben die Möglichkeit, eine Zusatzaufgabe zu erledigen, falls sie noch vor der gemeinsamen Ergebnissicherung fertig werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Zelle als System kennen. können tierische und pflanzliche Zellen in ihren Strukturen und Funktionen beschreiben. vergleichen Tier- und Pflanzenzellen miteinander. lernen Zellmodelle kennen und bewerten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Partnerarbeit oder Gruppenarbeit. stärken durch die geschützte Atmosphäre in Partnerarbeitsphasen ihr Selbstkonzept. diskutieren in Partner- oder Gruppenarbeiten und sind dabei in der Lage, ihre Meinung unter Nutzung von Fachwissen und Fachbegriffen begründet zu äußern.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Radioaktivität werden die C-14-Methode und Uran-Blei-Methode zur Bestimmung des Alters verschiedener Stoffe mithilfe der Radioaktivität gezeigt. Dabei werden die dazugehörigen Gleichungen Schritt für Schritt erarbeitet. Beispiel- und Übungsaufgaben festigen das Gelernte.In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Radioaktivität werden an zwei Methoden die unterschiedlichen Möglichkeiten gezeigt, das Alter verschiedener Stoffe mithilfe der Radioaktivität zu bestimmen. Dabei werden organische Materialien wie etwa Holzreste anhand der C-14-Methode datiert, die für einen zurückliegenden Zeitraum von 300 bis maximal 30000 Jahre geeignet ist. Wesentlich längere Zeiträume lassen sich bei Gesteinen, die Uran enthalten, bestimmen. So zerfällt zum Beispiel Uran-238 mit einer Halbwertszeit von 4,5 Milliarden Jahren zu Blei Pb-206. So kann aus dem Verhältnis der jeweiligen Anteile der beiden Stoffe auf das Entstehungsdatum des Gesteins geschlossen werden. Ausgehend von dem genau bestimmten Anteil von radioaktivem Kohlenstoff C-14 am gesamten Kohlenstoff der Atmosphäre kann mittels des radioaktiven Zerfallsgesetzes das Alter einer abgestorbenen organischen Substanz wie etwa Holz berechnet werden. Durch die bekannten Uran-Zerfallsreihen hin zum Endprodukt Blei können Gesteinsproben hinsichtlich ihres Entstehungsalters datiert werden. Beide Methoden werden im Unterricht besprochen - die zugehörigen, teilweise schwierigen Gleichungen werden Schritt für Schritt hergeleitet. Radioaktive Altersbestimmung Neben den im Unterricht vorgestellten Methoden zur Altersbestimmung sollen die Schülerinnen und Schüler durchaus angeregt werden, nach weiteren Methoden wie etwa der Kalium-Argon-Methode im Internet zu suchen und sich zu informieren. Das Wissen um die Möglichkeiten, Stoffe hinsichtlich ihres Alters zu datieren, ist für Schülerinnen und Schüler von großer Bedeutung. Sie erkennen, mit welchen Methoden Wissenschaftler Fakten aus teilweise Jahrmillionen zurückliegenden Zeiten nachweisen können. Vorkenntnisse Physikalische Vorkenntnisse von Lernenden können bei der radioaktiven Altersbestimmung kaum vorausgesetzt werden; allerdings ist das Wissen um die gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich des Alters von bestimmten Materialien wichtig für die Einordnung des Themas Radioaktivität. Didaktische Analyse Die wertfreie Behandlung des brisanten Themas "Radioaktivität" im Unterricht kann durchaus dazu führen, dass sich Schülerinnen und Schüler verstärkt dem Thema zuwenden und das Für und Wider der Radioaktivität im Positiven (zum Beispiel als Hilfsmittel für die Altersdatierung von Stoffen) wie im Negativen (zum Beispiel großes Gefahrenpotential durch Atomwaffen) genau verstehen wollen. Methodische Analyse Das Thema Radioaktivität dürfte bei Lernenden auf hohes Interesse stoßen; durch ein großes Angebot an Medien mit entsprechendem Material sowie der einfache Zugang zu aktuellen und ausführlich beschriebenen Fakten über das Internet sollte es nicht schwierig sein, Methoden zu finden, um den Lernenden das Thema nahezubringen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Methoden zur radioaktiven Altersbestimmung beschreiben und näher erläutern. kennen die Unterschiede und Anwendungsbereiche von C-14-Methode und Uran-Blei-Methode. wenden die Gesetzmäßigkeiten bei beiden Methoden an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbstständig Fakten und Hintergründe im Internet überprüfen die Sachinhalte von Videos, Clips und Applets auf ihre Richtigkeit. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. müssen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewissen Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden diskutieren zu können.