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Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre interkulturellen Kompetenzen, indem sie den provokativen Aufsatz "How to write about Africa" des kenianischen Autors Binyavanga Wainaina lesen, analysieren und ihre eigene Sichtweise hinterfragen. Diese Unterrichtseinheit lässt sich in der Oberstufe innerhalb des Themenfeldes "Postcolonialism & Migration" bei dem Thema "Nigeria" verorten. Die Einheit konzentriert sich auf einen Aufsatz des kenianischen Autors Binyavanga Wainaina, der sich kritisch mit der Darstellung des afrikanischen Kontinents in der westlichen Welt (insbesondere der Medien) auseinandersetzt und sich für eine realistischere, vielseitigere Darstellung der 54 afrikanischen Länder im Westen einsetzt. So werden in dieser Stunde zahlreiche Kompetenzen der Lernenden gleichzeitig gefördert: interkulturelle Kompetenzen , indem sie sowohl lernen, wie eine rassismuskritische Auseinandersetzung mit dem afrikanischen Kontinent aussehen sollte, als auch darüber hinaus ihre eigenen Vorurteile reflektieren das Leseverstehen , indem sie sich über verschiedene Aktivitäten detailliert mit dem Text auseinandersetzen das Hör-/Sehverstehen , indem die Schülerinnen und Schüler Fragen zu einem Interview mit dem Autor beantworten das Sprechen , indem sie sich immer wieder mit Sitznachbarinnen und Sitznachbarn austauschen und am Ende der Einheit gemeinsam eine Checkliste/Poster erstellen methodische Kompetenzen im Bereich des Leseverstehens, Hör-/Sehverstehens durch verschiedene Aufgabenformate Außerdem wird das Material einer heterogenen Schülerschaft gerecht, indem es zu jeder Phase Unterstützungssysteme (Binnendifferenzierung) und unterschiedliche Schwierigkeitsgrade im Teil des Leseverstehens sowie Hör-/Sehverstehens anbietet. Das Thema "Afrika-Bilder" im Englisch-Unterricht Das vorliegende Thema lässt sich im Abiturthema "Postcolonialism & Migration – Nigeria" verorten. Die hier erstellte Einheit bietet sich insbesondere direkt zu Beginn der Unterrichtsreihe zum Thema an, damit einer Reproduktion von Rassismen und der einseitigen Darstellung des afrikanischen Kontinents im Westen vorgebeugt werden kann. Dies ist ein sehr wichtiges Ziel, da man kolonial-rassistische Darstellungen und Afrika-Bilder immer noch in zahlreichen Büchern und Materialien zum Thema findet, selbst wenn diese hochaktuell und neu sind. Das "Afrika-Bild" als Gegenbild zum weißen Europa basiert auf kolonialen Fantasien und ist meist geprägt von hierarchischen, afro-pessimistischen Konstrukten. Doch Afrika ist ein Kontinent mit 54 verschiedenen Ländern und kein einzelnes, großes Land, das in bestehende Vorurteile passt. Statt dieser Vorurteile sollte die Diversität dieses Kontinents behandelt werden. Im Anschluss an die Auseinandersetzung mit dem Aufsatz selbst schließt sich ein Interview (YouTube) mit dem Autor an, da sich seine Inhalte somit noch besser verstehen sowie vertiefen lassen und er auch selbst als Person beziehungsweise Aktivist auf die Schülerinnen und Schüler wirken kann. Rassismuskritik im Englisch-Unterricht Am Ende der Einheit können die Lernenden ihre eigenen Vorurteile nochmals reflektieren und erörtern, inwiefern sich diese geändert haben. Die kritische Reflexion erfolgt insbesondere durch weiß positionierte Schülerinnen und Schüler, da diese selbst durch das Privileg ihrer Hautfarbe gegenteilige Erfahrungen auf der Welt machen und eher mit positiv konnotierten Vorurteilen (wohlhabend, gebildet etc.) konfrontiert werden. BIPOCs im Klassenzimmer (Black, Indigenous, People of Color) sind oft schon durch eigene Rassismus-Erfahrungen sensibilisiert und können gegebenenfalls auch eigene Erfahrungen beitragen. Lehrkräfte sollten sie allerdings nicht darauf ansprechen und davon ausgehen, dass sie zu diesem Thema etwas sagen können oder wollen. Entsprechende Schülerinnen und Schüler sollten nur etwas äußern, wenn sie es wirklich wollen. Die kritische Auseinandersetzung mit den eigenen Stereotypen zum afrikanischen Kontinent liegt bewusst erst am Ende der Einheit, damit diese nicht mehr weiter reproduziert werden, sondern im Idealfall durch das neue Wissen ersetzt und in Zukunft kritisch reflektiert werden können. Fächerübergreifendes Arbeiten Um ahistorisches, vereinfachendes und wertendes Vorgehen vorzubeugen, bietet sich die Zusammenarbeit mit dem Fach Geschichte an. Der Fachartikel "Rassismus verlernen: wie Schule dazu beitragen kann" eröffnet Lehrkräften Möglichkeiten der antirassistischen Bildungsarbeit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler schulen ihr Leseverstehen sowie Hör-/Sehverstehen in der englischen Sprache. lernen die kritische Sichtweise eines kenianischen Autors zur westlichen Darstellung des afrikanischen Kontinents kennen. setzen sich systematisch mit den Stereotypen in der westlichen Welt über den afrikanischen Kontinent auseinander. reflektieren ihre eigenen Vorurteile. überdenken, wie sie in Zukunft rassismuskritischer handeln und denken können. Medienkompetenz entnehmen einem Essay kritisch Informationen. werten ein Video-Interview aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werden in der Teamarbeit geschult, indem sie kontroverse Inhalte gemeinsam diskutieren und Lösungen finden. gehen respektvoll mit Erfahrungsberichten und Meinungsäußerungen ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler um.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Exoplaneten" erarbeiten sich die Lernenden zwei wichtige Nachweismethoden extrasolarer Planeten. Zum einen die Transitmethode und zum anderen das Verfahren der Radialgeschwindigkeitsanalyse. Die Arbeitsblätter nehmen Bezug auf ein Poster zur Vergabe des Nobelpreises 2019 für Physik. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.Der erste Nachweis eines Exoplaneten (51 Pegasi b) gelang 1995 mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode. Viele weitere Entdeckungen weit entfernter Planeten und Planetensysteme sollten folgen, wobei ein großer Teil dieser Objekte mithilfe der Transitmethode aufgespürt wurde. Die Unterrichtseinheit thematisiert daher beide Methoden, wobei Computersimulationen und Originaldaten einen besonders motivierenden und schüleraktivierenden Unterricht ermöglichen. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht . Das Thema "Exoplaneten" im Unterricht Die Unterrichtseinheit verbindet Inhalte der Oberstufen-Physik (beispielsweise den Dopplereffekt, die Aufnahme und Interpretation von Spektren sowie die Darstellung und Auswertung von Daten) mit interessanten Fragen der modernen Astronomie. Dadurch werden Inhalte des Physik-Unterrichts in einen stark motivierenden und anwendungsorientierten Kontext gestellt. Vorkenntnisse Im Unterricht sollte die Wellen-Eigenschaft des Lichts bereits behandelt worden sein. Speziell sollten Kenntnisse vorhanden sein, wie man Lichtspektren aufnimmt (Prisma oder optisches Gitter) und auswertet. Didaktische und methodische Analyse Die Tatsache, dass man aus dem äußerst spärlichen Licht, das uns von weit entfernten Sternen erreicht, auf die Existenz extrasolarer Planeten schließen kann, stellt ein faszinierendes Thema dar, das in hohem Maße motivierende Impulse in den Physik- oder Astronomie-Unterricht einbringen kann. Die beiden Methoden zum Nachweis von Exoplaneten stellen inhaltlich und didaktisch unterschiedliche Anforderungen an die Lernenden. So ergibt die Transitmethode recht schnell eine anschauliche Vorstellung von dem Verfahren, wobei sich die Computersimulation als hilfreiches didaktisches Werkzeug erweist. Auch die Auswertung realer Transitkurven ist nicht besonders schwierig, zumal ein Beispiel Schritt für Schritt vorgerechnet wird. Die Radialgeschwindigkeitsmethode ist dagegen um einiges komplexer. So müssen der Dopplereffekt und die Spektralanalyse des Sternenlichts gut verstanden werden. Zudem ergeben sich unter Umständen Probleme bei der räumlichen Vorstellung, wenn es darum geht, den Einfluss der Inklination der Bahnebene der Planetenbahn zu verstehen. Auch hier erweist sich eine Computersimulation als äußerst hilfreich, da das Programm nicht nur die Entstehung der Geschwindigkeitskurven veranschaulicht, sondern darüber hinaus die Variation verschiedener Parameter erlaubt. So erhalten die Lernenden einen nahezu spielerischen und dennoch fachlich seriösen Zugang zu den komplexen Zusammenhängen. Interessant sind die Ergebnisse, welche die Lernenden für den Exoplaneten "51 Pegasi b" im Arbeitsblatt 4 erhalten: Eine Planetenmasse, die der des Jupiters entspricht, hingegen eine Umlaufbahn, deren Radius gerade mal 5 % der Astronomischen Einheit (Abstand Erde-Sonne) beträgt. Damals war das eine große Überraschung für die Astronomen, denn man war bis dahin doch eher davon ausgegangen, dass Planetensysteme ähnlich aufgebaut sein müssten wie unser Sonnensystem, also dass die Planeten mit kleiner Masse nahe dem Stern und die mit großer Masse weit entfernt zu finden sind. Die Entdeckung von "51 Pegasi b" bewies, dass es offenbar auch völlig anders sein kann. Es lohnt sich, auch im Unterricht auf diesem Aspekt einzugehen. Überhaupt eröffnet die Unterrichtseinheit den Einstieg in detaillierte und umfangreichere Recherchen zu den Themen Exoplaneten, habitable Zonen und Suche nach der Erde 2.0. Hier ergeben sich äußerst spannende und motivierende Aufgabenstellungen für Referate, Facharbeiten oder besondere Lernleistungen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Transitmethode zum Nachweis von Exoplaneten kennen und den Einfluss der Randverdunkelung der Sternenscheibe auf die Form der Lichtkurven. lernen den optischen Dopplereffekt kennen und wenden ihn an, um die Entstehung der Radialgeschwindigkeitskurven zu verstehen. werten eine Radialgeschwindigkeitskurve aus und bestimmen so die Masse des Exoplaneten Pegasi 51 b. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und sammeln, sortieren und bewerten Informationen. verwenden Computersimulationen. binden Informationen eines Posters in ihre Lösungen ein. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten Aufgaben in Partner- und Gruppenarbeit. tauschen Informationen und Messergebnisse untereinander aus. diskutieren und hinterfragen Lösungen im Plenum.

Mit der Verleihung des Physik-Nobelpreises 2020 für den Nachweis der Existenz des supermassereichen Schwarzen Loches Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße an Reinhard Genzel, Andrea Ghez und Roger Penrose rückte die extrem aufwendige Erforschung des Universums einmal mehr in den Fokus der Öffentlichkeit. Die vorliegende Unterrichtseinheit hat zum Ziel, Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe ein schwieriges und sehr komplexes Thema – ohne die im Detail dafür notwendige, aber im Schulunterricht nicht mögliche höhere Mathematik – näherzubringen. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Die Erkenntnisse von Albert Einstein, die er mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) im Jahr 1915 veröffentlichte, hatten die Existenz Schwarzer Löcher als natürliche Konsequenz der Raum-Zeit-Krümmung prognostiziert. Der laut der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften bisher überzeugendste Beweis für ein superschweres Schwarzes Loch mit einer Masse von rund vier Millionen Sonnenmassen im Zentrum der Milchstraße war die Bestätigung für jahrzehntelange akribische Forschung und Auswertung immenser Datenmengen mit den heute den Astrophysikern zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten. Der im Laufe von Milliarden von Jahren entstandene heute bekannte Kosmos hat aufgrund seiner ständig fortschreitenden Ausdehnung eine Größe von 1023 km überschritten und enthält Milliarden von Galaxien und Sternen. Den Lernenden wird zunächst mithilfe von Animationen, erläuternden Videos und Schaubildern die Entwicklung von Sternen und deren weiterer Verlauf in ihrem Lebenszyklus vorgestellt. So anschaulich wie möglich werden dann die Vorgänge besprochen, die ein Riesenstern auf seinem Weg über eine Supernova hin zum Schwarzen Loch nimmt. Die nur eingeschränkt zu verstehenden Fakten der ART Einsteins werden mithilfe von Videos und Animationen verständlich gemacht, bevor mit den Möglichkeiten der gymnasialen Oberstufenmathematik Begriffe wie Ereignishorizont und Schwarzschild-Radius eingeführt und hergeleitet werden. Der Nachweis von Schwarzen Löchern am Beispiel von Sagittarius A* wird anhand von Schaubildern im Arbeitsblatt 2 vorgestellt, erläutert und durch Berechnungen (Übungsaufgaben) verfestigt. Zudem wird die Bedeutung von Gravitationswellen und deren Messung als weiterer Nachweis für Schwarze Löcher besprochen. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht . Schwarze Löcher – rätselhafte Phänomene in den Tiefen des Universums Schwarze Löcher gehören noch immer zu den größten Rätseln des Universums, wenngleich ihre Existenz mit weltweit verbundenen Teleskopen immer besser nachgewiesen werden kann – wie etwa im Jahr 2019 durch eine radioteleskopische Aufnahme des mit 6,6 Milliarden Sonnenmassen gigantischen Schwarzen Loches M87* im Zentrum der Galaxie M87. Man weiß heute, dass Schwarze Löcher aus dem Tod eines Riesensterns entstehen können. Man vermutet Milliarden davon im Universum und es stellen sich Fragen: Was passiert genau in den Schwarzen Löchern? Wieviel Materie können Schwarze Löcher verschlingen? Wird unser Universum eines Tages komplett von Schwarzen Löchern verschlungen? Haben Schwarze Löcher Auswirkungen auf unser irdisches Leben? Wie verändern Schwarze Löcher das Universum? Handelt es sich bei allen dunklen Himmelskörpern um Schwarze Löcher? Neue Theorien tauchen auf, die mit naturwissenschaftlichen Methoden untersucht werden müssen, ob sie denn schlüssig sind und somit einen weiteren Schritt nach vorne bedeuten oder wieder verworfen werden müssen. Undurchschaubare Schwarze Löcher und ihre Wirkungen auf Raum und Zeit werden noch lange Ansporn sein für kreative Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und ihren Forschungsdrang! Vorkenntnisse Wichtig für ein grobes Verständnis sind das Newton'sche Gravitationsgesetz sowie die Kepler'schen Gesetze. Beide sollten im Rahmen des gymnasialen Physikunterrichts hinreichend besprochen sein, damit zum einen die mathematisch gut nachvollziehbaren Berechnungen zum Ereignishorizont und dem Schwarzschild-Radius durchgeführt werden können und zum anderen die daraus resultierenden Berechnungen zur Größe und Masse von Schwarzen Löchern. Didaktische und methodische Analyse Schwarze Löcher waren bis in die späten 1960er Jahre nur für Mathematikerinnen und Mathematiker sowie theoretische Physikerinnen und Physiker von Bedeutung, weil kein Weg zu ihrer Beobachtung vorstellbar schien. Zudem hielt man es für unwahrscheinlich, dass es Objekte mit einer derart unvorstellbar großen Dichte geben könnte. Auch der Name "black hole" oder "Schwarzes Loch" wurde erst Ende der 1960er Jahre geprägt. Zu einem Umdenken kam es, als erste astronomische Objekte im Röntgenlicht sowie ein extremer Strahlungsausstoß sogenannter Quasare nachgewiesen werden konnte. Der britische Physiker Stephen Hawking (1942–2018) konnte in den 1980er Jahren zeigen, dass in der Umgebung verschiedener Schwarzer Löcher physikalische Effekte auftreten konnten, bei denen Strahlung nach außen abgegeben werden kann – völlig widersprüchlich zum ursprünglichen Bild des Schwarzen Loches. Bis in die 1990er Jahre konnten einige Kandidaten für stellare Schwarze Löcher von nur wenigen Sonnenmassen in Doppelsternsystemen gefunden werden – ein Nachweis für supermassive Schwarze Löcher im Zentrum vieler Galaxien stand noch aus. Dies war der Auslöser für den Astrophysiker Reinhard Genzel und die Astrophysikerin Andrea Ghez, das Zentrum unserer Milchstraße genau zu untersuchen. In jahrelangen Forschungen fanden sie – übereinstimmend – die Bahnen mehrerer Sterne, die sich auf elliptischen Bahnen um ein Zentrum drehen. Als besonders interessant stellte sich der innerste Stern, mit S2 bezeichnet, heraus. Er brauchte nur 16 Jahre für einen Umlauf; die von den Forschenden beobachteten Bahnparameter ließen nur einen Schluss zu – im Zentrum unserer Milchstraße muss sich ein supermassereiches Schwarzes Loch (Sagittarius A*) mit einer Masse von rund vier Millionen Sonnenmassen befinden. Der mithilfe von weltweit zusammengeschlossenen riesigen Teleskopen gefundene Nachweis ist ein Meilenstein der Astrophysik und hat durch die Verleihung des Nobelpreises für Physik im Jahr 2020 für weltweites Aufsehen gesorgt. Noch nicht völlig eindeutig ist, welche Rolle die Schwarzen Löcher in der Kosmologie einnehmen. Ein großes Problem ist, wie Schwarze Löcher so schnell entstehen und in so kurzer Zeit solche gigantischen Materiemengen ansammeln konnten. Sind die supermassereichen Schwarzen Löcher vielleicht die "Geburtshelfer" für Galaxien? Viele Fragen, die auf Antworten warten. Die hinter all diesen Fragen und bisherigen Erkenntnissen steckende Physik ist aufgrund der dafür notwendigen Mathematik äußerst kompliziert und im gymnasialen Unterricht nicht anwendbar. Dennoch ist die Allgemeine Relativitätstheorie eine Theorie der klassischen Physik und macht es möglich, mit Gesetzmäßigkeiten wie dem Gravitationsgesetz von Newton und den Kepler'schen Gesetzen Berechnungen durchzuführen und damit ein grobes, aber ausreichendes Verständnis für den Aufbau und die Funktion Schwarzer Löcher zu erhalten. Zudem können durch relativ einfache Gleichungen die Schwarzschild-Radien für die Sonne und die Erde berechnen werden – die geringen Beträge zeigen uns, welche unvorstellbaren Kräfte herrschen müssten, damit auch diese beiden Himmelskörper zu Schwarzen Löchern zusammengekrümmt würden. Am Beispiel von Sagittarius A* kann man schließlich nachvollziehen, welche Größen und Massen sich für Schwarze Löcher ergeben können, wenn man das Sonnensystem verlässt und in das 26.000 Lichtjahre entfernte Zentrum der Milchstraße vorstößt. Die genannten Beispiele und Berechnungen zeigen den Lernenden unter anderem, um welche Größenordnungen es geht, wenn man vom Universum spricht. Schülerinnen und Schüler sollen mit dieser Unterrichtseinheit zu Schwarzen Löchern auch animiert werden, darüber nachzudenken, welche Rolle wir Menschen auf unserer Erde in diesem gigantischen Kosmos spielen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Entstehung, Aufbau und Wirkungsweise von Schwarzen Löchern beschreiben. kennen die Forschungsarbeit der beteiligten Astrophysiker, die zum Nachweis eines Schwarzen Loches geführt haben. können die physikalischen Gesetzmäßigkeiten Schwarzer Löcher herleiten und entsprechende Berechnungen ausführen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbstständig Fakten und Hintergründe im Internet. können die Sachinhalte von Videos, Clips und Apps auf ihre Richtigkeit überprüfen. 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 gewisse Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freundinnen und Freunden diskutieren zu können.

Diese Unterrichtseinheit zum Thema Viren gibt den Lernenden einen Einblick in die Vorgehensweise bei der Erforschung von Krankheiten, ihren Ursachen und der Entwicklung entsprechender Tests, Medikamente und Impfungen. Außerdem beschäftigen sich die Lernenden mit drei verschiedenen Viren und den Krankheiten, die sie auslösen: Hepatitis-C, HIV und SARS-CoV-2. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.Im Unterrichtsgespräch erfahren die Lernenden, wie die Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin aus dem Jahr 2020 jeweils dazu beigetragen haben, den Auslöser der Hepatitis-C-Erkrankung nachzuweisen. Zunächst erarbeiten sich die Lernenden eine Zeitleiste, die die Entdeckung des Hepatitis-C-Virus bis zur Verleihung des Nobelpreises übersichtlich darstellt. Außerdem erklären sie anhand eines Videos, warum Viren so "erfolgreich" sind. In einem Expertenpuzzle fassen sie danach Informationen über unterschiedliche Viren und ihre Vermehrung zusammen, präsentieren sie und sprechen über Schutzmaßnahmen, die eine Infektion verhindern könnte. Dazu erstellen die Lernenden einen Steckbrief zu den einzelnen Viren. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht . Das Thema Viren im Unterricht Neben der Corona-Pandemie gab es schon immer Krankheiten, die viele Menschenleben kosteten, bis Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler herausfinden konnten, wodurch sie verursacht werden und was gegen sie hilft. Auch in der Zukunft wird es immer wieder neue Krankheiten geben, die durch bis dahin unbekannte Erreger ausgelöst werden. Schülerinnen und Schüler können mit biologischem Grundwissen zu diesem Thema Verständnis für die Maßnahmen zur Vorbeugung und zur Bekämpfung verschiedener Krankheitserreger entwickeln. Dies kann ihr eigenes Handeln zur Erhaltung ihrer Gesundheit und der ihrer Mitmenschen beeinflussen. Vorkenntnisse Grundwissen in Molekularbiologie sowie Genetik und über den Aufbau von Bakterien und tierischen (wie menschlichen) Zellen sollten vorhanden sein. Grundkenntnisse über den Bau von Viren können je nach Lerngruppe hilfreich sein. Didaktische Analyse Dass in der heutigen Zeit so viele Krankheitserreger bekannt sind und gegen viele auch Medikamente oder Impfungen existieren, ist keine Selbstverständlichkeit. Die Entdeckung und Erforschung von Viren dauerten früher meist mehrere Jahrzehnte. Dass das SARS-CoV-2 Virus so schnell erforscht werden und eine Impfung entwickelt werden konnte, ist das Ergebnis der Vorarbeit vieler Forschender aus dem vergangenen Jahrhundert. Deren Arbeit lieferte unter anderem die Grundlage für heutige Forschungen. Mit der Entdeckung und Erforschung des Hepatitis-C-Virus wurde daher nicht nur Grundlagenforschung betrieben, sondern gleichzeitig war es Voraussetzung für die Behandlung und Verhinderung einer Infektion mit der Krankheit durch Bluttransfusionen. Es ist davon auszugehen, dass durch diese Arbeit perspektivisch tausende Menschenleben gerettet werden. Daher wurden den Forschenden der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin verliehen. Mit der Unterrichtseinheit erhalten die Lernenden daher nicht nur einen Überblick über den Aufbau und die Vermehrung von Viren im Allgemeinen, sondern sie erkennen auch, wie wichtig dieser Meilenstein für unser Leben und auch zukünftige Forschungen ist. Dabei lernen Sie drei verschiedene Viren kennen, die in der Menschheitsgeschichte bisher eine große Rolle gespielt haben. Neben dem Hepatitis-C-Virus beschäftigen Sie sich zudem noch mit dem HI-Virus und dem SARS-CoV-2 Virus. Methodische Analyse Zunächst erfolgt der Einstieg durch das (gemeinsame) Lesen des Informationstextes zum Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2020. Die Lernenden stellen übersichtlich in einer Zeitleiste dar, wie das Hepatitis-C-Virus entdeckt, erforscht und Therapien gegen die Leberkrankheit entwickelt wurden. Zudem schauen sie sich ein Video an, das in Kürze noch einmal die wichtigsten Informationen über den Aufbau und die Entwicklung von Viren darstellt. Dieser Teil ist als optional anzusehen, sollten die wichtigsten Informationen zu Viren bereits bekannt sein. In einem Expertenpuzzle erarbeiten sich die Lernenden in Dreiergruppen je ein bestimmtes Virus: Das Hepatitis-C-, das HI- oder das SARS-CoV-2-Virus. Dazu erstellen sie jeweils einen Steckbrief, der die wichtigsten Informationen zum Virus zusammenfasst. Abschließend präsentieren sich die Lernenden ihre Steckbriefe und fertigen gemeinsam eine Mindmap an, sodass alle in der Gruppe einen guten Überblick über die drei Viren erhalten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen Bau und Prinzip der Vermehrung von Viren. erfahren, wie Infektionskrankheiten bekämpft werden. leiten aus Informationen sinnvolle Handlungsschritte ab. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren wichtige Informationen zur Erstellung des Steckbriefes im Internet. nutzen den PC oder das Smartphone zum Anschauen eines Videos, das die Grundlage für die Bearbeitung der Aufgaben ist. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bereiten Arbeitsergebnisse adressatengerecht auf. arbeiten zielorientiert in einer Gruppe zusammen. sind sich ihrer Verantwortung als Experte in der Gruppe bewusst.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Kalk" untersuchen die Lernenden den Einfluss der Kohlenstoffdioxid-Konzentration auf das Calciumcarbonat/Calciumhydrogencarbonat-Gleichgewicht, entwickeln eigenständig ein Experiment und führen es durch. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich den Lerngegenstand mit einem offenen Schülerexperiment weitgehend eigenständig. Abläufe in einer Tropfsteinhöhle werden in der Folgestunde mithilfe eines Videos veranschaulicht. Die Unterrichtsstunde kann in eine Reihe zum Thema " Bringen wir das Klima aus dem Takt? Der menschliche Eingriff in den natürlichen Kohlenstoffdioxidkreislauf und die Veränderung des Weltklimas " eingebettet werden. Die Unterrichtseinheit hat eine Gelenkfunktion zwischen der Behandlung technischer Prozesse (zum Beispiel Haber-Bosch-Verfahren oder Solvay-Verfahren) und der Thematisierung des Eingriffs in ein natürliches Kreislaufgeschehen. Die Lernenden sollen bei der weitergehenden Behandlung des gesamten Kohlenstoffkreislaufs erkennen, dass die Zusammenhänge in Stoffkreisläufen nicht linearer Natur sind und dass der Eingriff des Menschen weitreichende, negative Folgen haben kann, deren Abwendung politisches Handeln erfordert. Die Naturwissenschaften legen für solche Entscheidungen lediglich die Faktenbasis. Finden Sie mehr methodisch-didaktische Hinweise in den spezifischen Unterrichtsphasen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären den Einfluss der Kohlenstoffdioxid-Konzentration auf den Calciumcarbonat/Calciumhydrogencarbonat-Kreislauf. zeigen ausgehend von einem Problem experimentell, dass Kalk sich unter Einwirkung von Kohlenstoffdioxid und Wasser löst. erklären den Vorgang mithilfe von Reaktionsgleichungen im Diskontinuum. sagen die Verlagerung des Gleichgewichts bei Verringerung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration voraus, prüfen und erläutern dies mithilfe des Prinzips von Le Chatelier. stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her (höherer Energieverbrauch bei der Heißwasserbereitung durch Verkalkung von Heizstäben, Totalverkrustung von Rohrleitungen bei hoher Wasserhärte, Korrosionserscheinungen in Rohren durch zu weiches Wasser). verstehen die Abläufe in einer Tropfsteinhöhle. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Online-Ressourcen als Verständnishilfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ. arbeiten zielorientiert und selbstständig. Gregor von Borstel, Andreas Böhm: ChemZ – Chemieunterricht mit medizintechnischem Gerät, Naturwissenschaft im Unterricht Chemie, Heft 81, 2004. Mojib Latif, Klaus Wiegandt: Bringen wir das Klima aus dem Takt? Hintergründe und Prognosen. Forum für Verantwortung Frankfurt; Januar 2007. Stefan Rahmstorf, Katherine Richardson: Wie bedroht sind die Ozeane? Biologische und physikalische Aspekte, Frankfurt, Juli 2007. Wenn der Boden plötzlich wegbricht Faszination Höhle

In dieser Unterrichtseinheit geht es darum, den Impuls-Begriff – eine der grundlegenden Größen der Physik – einzuführen. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Unterschiede von elastischen und unelastischen Stoß-Vorgängen kennen und berechnen zahlreiche Übungsaufgaben.Die Einführung in den Impuls-Begriff kann anhand von Beispielen, Animationen oder Videos erfolgen, die etwa bei Zusammenstößen von zwei Körpern deren unterschiedliche Wechselwirkungen in Abhängigkeit von ihren Massen und Geschwindigkeiten aufzeigen. Nach der Definition des Impuls-Begriffes werden die Lernenden mit der Impuls-Erhaltung bei sogenannten elastischen und unelastischen Stößen vertraut gemacht. Durch entsprechende Beispiele wird gezeigt, wann neben der Impuls-Erhaltung auch die mechanische Energie-Erhaltung gilt beziehungsweise wann ein Teil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt wird. Das Thema "Mechanischer Impuls" im Unterricht Der Impuls von sich bewegenden Körpern wird in der Umgangssprache häufig mit Begriffen wie "Schwung" und "Wucht" umschrieben, weil er den mechanischen Bewegungszustand eines physikalischen Objekts sowohl bei seiner Bewegung als auch beim Aufprall auf einen anderen Körper beschreibt. Der Impuls ist eine vektorielle Größe, das heißt er muss sowohl hinsichtlich seines Betrags als auch seiner Bewegungsrichtung betrachtet werden. Er charakterisiert dabei ausschließlich die Translationsbewegung des Massen-Mittelpunktes eines Körpers, während eine eventuell zusätzlich vorhandene Rotation des Objektes um den Massen-Mittelpunkt durch den Drehimpuls beschrieben wird. Der mechanische Impuls zeigt sich in vielfältigen physikalischen Zusammenhängen wie etwa zusammenstoßenden Autos, aufeinander rollenden Kugeln oder auch beim radioaktiven Zerfall von Atomkernen . Stets benötigt man zur vollständigen physikalischen Beschreibung und Erklärung solcher Abläufe eine Impuls- und Energiebetrachtung. Dabei resultierte der Impuls-Begriff aus der Suche nach einem Maß für die in einem physikalischen Objekt vorhandene Menge an Bewegung, die aller Erfahrung nach bei allen inneren Prozessen erhalten bleibt – der Impuls wurde so zu einer grundlegenden physikalischen Größe zur Charakterisierung des mechanischen Bewegungszustandes eines physikalischen Objekts. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden sind bezüglich des Begriffes eher nicht zu erwarten; vielmehr werden aber Umschreibungen wie "Schwung" und "Wucht" bei der Bewegung und beim Aufprall – auch aufgrund zahlreicher Beispiele – das Verständnis für den Impuls-Begriff wecken. Didaktische Analyse Anhand des Sicherheitsgurtes im Auto kann die Bedeutung des Impuls-Begriffes bei plötzlichen Bremsmanövern und natürlich auch bei unfallbedingten Aufprallen verdeutlicht werden – das abrupte Abbremsen setzt gewaltige Kräfte frei, die durch den Gurt und den Airbag teilweise abgefangen werden können – "Schwung" und "Wucht" spürt man dann am eigenen Körper. Bei einem unfallbedingten Aufprall sind die physikalischen Gesetzmäßigkeiten gut nachvollziehbar. So kommt es zum einen durch den Aufprall zu einem häufig fast vollständigen Geschwindigkeitsverlust mit dem Ergebnis, dass sich zum einen der Impuls durch massive Verformung der Karosserie von einem gegebenen Betrag auf nahezu Null ändert und zum anderen die kinetische Energie zur Verformung und Erhöhung der inneren Energie führt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die Bedeutung des mechanischen Impulses in vielen Bereichen der Physik. kennen die Unterschiede von elastischen und unelastischen Stoß-Vorgängen. können physikalische Beispiele erläutern und Übungsaufgaben 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 auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden ecetera wertfrei diskutieren zu können.

Diese Unterrichtseinheit beinhaltet Anleitungen und Anregungen für eine "Schreibwerkstatt" im Deutschunterricht der mittleren und oberen Jahrgänge der Sekundarstufe I. Im Rahmen dieser projektartig konzipierten Reihe verfassen die Schülerinnen und Schüler in festgelegten Schritten eigene Kurzgeschichten, die am Ende präsentiert und gegebenenfalls in einer Art Klassenwettbewerb prämiert werden können.Bei den einzelnen Arbeitsschritten – Themenfestlegung, Konstruktion eines Plots mit passenden Personen, Festlegung eines Titels, Ausformulierung des Textes, Überarbeitung der Kurzgeschichte und Erstellung einer Checkliste mit Bewertungskriterien – geben vorgeschaltete Übungen Orientierung. Dadurch wird das Bewusstsein für die Charakteristika der Textsorte geschärft, die inhaltliche und sprachliche Qualität der selbst verfassten Kurzgeschichten gefördert und den Schülerinnen und Schülern geholfen, die ansonsten mit dem umfangreichen Schreibprozess überfordert wären. Fokus auf dem Schreibprozess Die vorliegende Unterrichtseinheit zielt darauf ab, die sprachliche Kreativität und Formulierungskompetenz der Schülerinnen und Schüler im Rahmen eines Schreibprojekts zum Thema Kurzgeschichte zu fördern. Dabei geht es einerseits um die Berücksichtigung der Textsortenmerkmale und andererseits um die Beachtung sprachlicher Normen – von der Rechtschreibung und Zeichensetzung bis hin zum Ausdrucksvermögen und zum Satzbau. Eine solche "Schreibwerkstatt", bei der die Lernenden eigene Kurzgeschichten verfassen, eignet sich im Anschluss an eine analytische Behandlung von Kurzgeschichten oder als kreatives Projekt am Ende eines Schulhalbjahres. Die Option, die abschließende Präsentation der Kurzgeschichten mit einem Wettbewerb zu verbinden und die (nach objektiven Kriterien ermittelte) "beste" Kurzgeschichte der Klasse in besonderer Form zu ehren, wirkt sich erfahrungsgemäß positiv auf die Motivation der jungen Autorinnen und Autoren aus. In jedem Fall wird bei diesem letzten Schritt des Projekts die Lese- und Präsentationskompetenz aller gefördert. Differenzierung Damit vor allem leistungsschwache Schülerinnen und Schüler beim komplexen Entstehungsprozess der selbst geschriebenen Kurzgeschichte nicht überfordert werden und eine gute Textqualität erreicht werden kann, leisten die Materialien dieser Unterrichtseinheit bei den entscheidenden Arbeitsschritten eine wertvolle Hilfestellung. Übungsaufgaben schärfen den Blick für einen angemessenen Schreibstil und geben darüber hinaus Anleitungen und Impulse zum Verfassen der eigenen Kurzgeschichte: Material 1: Themenwahl Material 2: Handlungsgerüst, Personen und Titel Material 3: Erzählperspektive, Anfang, Mittelteil, Ende Material 4: Überarbeitung der ersten Fassung Material 5: Checkliste mit Bewertungskriterien Die Module dieser Unterrichtseinheit fördern nicht nur das eigenständige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler, sondern enthalten auch kooperative Arbeitsformen, die einen themenbezogenen Austausch mit anderen Lernenden ermöglichen und somit die Qualität der Ergebnisse steigern. Für den Lernzuwachs sind die Plenumsphasen von zentraler Bedeutung: In diesen findet die Präsentation und Auswertung der Arbeitsergebnisse mit der gesamten Lerngruppe statt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler machen sich die Textsortenmerkmale von Kurzgeschichten bewusst. erarbeiten die Bandbreite typischer Themen von Kurzgeschichten. entwickeln einen angemessenen Plot für eine eigene Kurzgeschichte. entwerfen literarische Figuren mit ausgeprägten Charaktereigenschaften. formulieren einen ansprechenden Titel für eine Kurzgeschichte. kennen die Vorteile verschiedener Erzählperspektiven. gestalten eine Kurzgeschichte in allen Teilen (Anfang, Mittelteil, Ende) ansprechend. formulieren lebendig und kreativ. korrigieren und optimieren ihren Text nach bestimmten Kriterien. tragen ihre selbst formulierte Kurzgeschichte im Plenum vor. bewerten eigene und fremde Kurzgeschichten kriteriengeleitet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler übernehmen bei Partnerarbeit und Gruppenarbeit Verantwortung für das Teamergebnis. vertreten sachlich begründete Standpunkte, hören anderen zu und diskutieren fair. präsentieren Arbeitsergebnisse im Plenum. geben Mitschülerinnen und Mitschülern ein faires, sachliches Feedback.