MINT: Willkommen im Fachbereich

In dieser Unterrichtseinheit erfahren die Lernenden, dass es neben der Stromerzeugung mittels einer bewegten Leiterschleife in einem Magnetfeld auch möglich ist, allein durch die Änderung eines vorhandenen Magnetfeldes in einer Spule eine Spannung und damit Stromfluss zu induzieren.Dieses vom englischen Physiker Michael Faraday bereits im Jahr 1831 entdeckte physikalische Phänomen macht es möglich, anhand von Transformatoren Spannungen und Ströme auf entsprechende Beträge hinauf- oder hinunter zu transformieren, was heute vor allem in der Starkstromtechnik und der Energieübertragung, aber auch für das Laden von Kleinstgeräten an der heimischen Steckdose von essentieller Bedeutung ist. Ausgehend von einfachen Grundversuchen mit einem Permanentmagneten können Schülerinnen und Schüler leicht nachvollziehen, welche Wirkung eine Änderung der Stärke eines eine Spule durchsetzenden Magnetfeldes auf den entstehenden Stromfluss hat. Mit der Erweiterung auf einen Elektromagneten und der Möglichkeit, diesen an eine Wechselspannung anzuschließen, erhöhen die Lernenden ihr Wissen dahingehend, dass durch diese Wechselspannung in einer über einen gemeinsamen Weicheisenkern gekoppelte Induktionsspule zum einen ebenfalls eine Wechselspannung induziert werden kann und zum anderen diese Wechselspannung in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfeldes und der Windungszahl der Spulen auf unterschiedliche Werte transformiert werden kann. Elektromagnetische Induktion – Stromerzeugung im ruhenden Leiter Das Vorhandensein von Stromquellen in Form von Batterien, Akkus oder Steckdosen ist heutzutage für uns alle eine Selbstverständlichkeit. Für die großtechnische Stromproduktion ist dabei die Umwandlung von magnetischer Energie in elektrische Energie - und umgekehrt – in Form der elektromagnetischen Induktion von entscheidender Bedeutung. Nur auf diese Weise lassen sich die für den Stromfluss nötigen Elektronen in Leitern in nahezu beliebiger Menge in Bewegung setzen und auf unterschiedliche Stromstärken und Stromspannungen transformieren. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können nur insofern vorausgesetzt werden, dass der Strombegriff natürlich bekannt ist – einschließlich aller seiner Anwendungsmöglichkeiten im täglichen Leben. Die Vorgänge bei Gleichstrom liefernden Batterien beziehungsweise Akkus und Wechselstrom liefernden Steckdosen unter Einbeziehung der unterschiedlichen Elektronenbewegung dürfte für meisten Lernenden eher neu sein. Didaktische Analyse Die Erzeugung von Strom durch Generatoren in riesigen Kraftwerken sowie deren Weitertransport zu den vielfältigsten Verbrauchern über komplexe Netzstrukturen ist nicht zuletzt wegen der komplizierten Physik von Wechselstrom bzw. Drehstrom im Rahmen des normalen Schulunterrichts nur eingeschränkt zu vermitteln. Die Lernenden können aber trotz dieser Tatsachen durchaus dafür sensibilisiert werden, wie die Stromversorgung prinzipiell funktioniert. Methodische Analyse Die in der Sekundarstufe I vermittelbaren Kenntnisse zur Stromerzeugung sind in erster Linie auf grundlegende Beschreibungen und Erklärungen beschränkt. Ergänzende Übungsaufgaben wie etwa zu den einfachen Gesetzmäßigkeiten beim Transformator sind zwar möglich, zeigen aber nur sehr idealisiert die realen Zusammenhänge. Letztere können nur in entsprechenden Kursen im Rahmen der Sekundarstufe II in einem trotzdem noch eingeschränkten Rahmen angeboten werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die unterschiedlichen Möglichkeiten der Stromerzeugung. wissen um die technische Bedeutung der Induktion im ruhenden Leiter. können die die Vorgänge bei der Stromerzeugung im ruhenden Leiter beschreiben und anhand der Lenz'schen Regel näher erläutern. 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 oder Freunden wertfrei diskutieren zu können.

In dieser Unterrichtseinheit entwickeln die Schülerinnen und Schüler ein Verständnis für die Voraussetzungen zur Erzeugung von elektrischem Strom, den wir ganz selbstverständlich der Steckdose entnehmen können. Den Lernenden wird dabei vermittelt, dass in einem Leiter, der senkrecht zu einem Magnetfeld bewegt wird, die mit dem Leiter mitbewegten Ladungsträger senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung abgelenkt werden. Diese Erkenntnis des niederländischen Physikers Hendrik Anton Lorentz schuf Ende des 19. Jahrhunderts die Grundlagen für die technische Stromerzeugung, die bis heute gültig sind.Mit einfachen Versuchen mittels einer sogenannten Leiterschaukel werden die Schülerinnen und Schüler damit vertraut gemacht, wie die Ladungsträger des elektrischen Stromes – die Elektronen – in einem Leiter je nach Bewegungsrichtung des Leiters abgelenkt werden. Somit baut sich an den Leiterenden eine Spannungsdifferenz auf und bei Verbindung der Leiterenden durch ein dünnes Kupferkabel entsteht ein mit einem Messgerät feststellbarer Stromfluss. Ebenso lässt sich ganz leicht zeigen, dass sich durch das sich selbst überlassene schaukelartige Hin- und Herschwingen des Leiters die Stromrichtung periodisch ändert; daraus entsteht eine Wechselspannung und somit Wechselstrom. Strom aus der Steckdose – wie funktioniert das eigentlich? Strom aus der Steckdose ist für Schülerinnen und Schüler eine Selbstverständlichkeit. Doch dass es sich dabei um Wechselstrom handelt, welcher Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom besteht, warum manchmal Wechselstrom nötig ist und manchmal aber auch Gleichstrom notwendig ist – das dürfte für viele Lernende neu und interessant sein. Vorkenntnisse Physikalische Vorkenntnisse der Lernenden sind trotz der Kenntnis, dass der Strom für fast alle Haushaltsgeräte aus der Steckdose kommt und dass dieser Strom in Kraftwerken mit riesigen Generatoren erzeugt wird, kaum vorhanden. Dazu fehlt das Wissen, um die eigentlichen Vorgänge, die innerhalb des stromführenden Leiters ablaufen, zu beschreiben. Didaktische Analyse Die Grundlagen für die weiterführenden Themen in der Sek II – wie etwa die Vorgänge und Gesetzmäßigkeiten bei der elektromagnetischen Induktion – werden durch die einfachen Versuche zur Lorentzkraft gelegt. Haben die Lernenden diese Zusammenhänge verstanden, kann mit diesem Grundwissen auch der weiterführende Stoff gut verstanden werden. Methodische Analyse Durch die einfach durchzuführenden und nachzuvollziehenden Versuche mit der Leiterschaukel, die von den Lernenden gefahrlos selbst ausprobiert werden können, kann sowohl ein schneller Lernerfolg generiert werden als auch ein nachhaltiges Interesse an der Elektrizitätslehre. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Zusammenhänge bei der Ablenkung von Elektronen im Magnetfeld. können die Entstehung einer Wechselspannung mithilfe der Lorentzkraft beschreiben. kennen die Bedeutung der Lenz'schen Regel für die Stromerzeugung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten und Hintergründe im Internet. können die Sachinhalte von Videos, Clips und Applets auf ihre Richtigkeit überprüfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewissen Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden diskutieren zu können.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Konjunktur lernen die Schülerinnen und Schüler Konjunkturindikatoren und konträre wirtschaftspolitische Positionen kennen, die Wege aus einer Wirtschaftskrise aufzeigen möchten.Die Unterrichtsreihe "Konjunktur und Konjunkturpolitik" ist konzipiert als Einführung in den Lernzielbereich Wirtschaftspolitik, Binnenwert des Geldes, Währung und Geldpolitik. Sie versteht sich als Annäherung an das in der politischen Öffentlichkeit allgegenwärtige Thema Konjunkturpolitik. Dabei wird der Bogen von den Grundkenntnissen über konjunkturelle Entwicklungen bis hin zu einer kritischen Auseinandersetzung mit aktuellen wirtschafts- und arbeitsmarktpolitischen Positionen gespannt, um den Schülerinnen und Schülern nicht nur das notwendige Wissen zu vermitteln, sondern sie auch zu einer persönlichen Meinungsbildung anzuregen. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich die Inhalte einer Werthaltung in sechs methodisch unterschiedlichen Lernrunden weitgehend arbeitsteilig. Die Unterrichtseinheit ist hybrid angelegt und kann sowohl im Fern- als auch im Präsenz-Unterricht durchgeführt werden. Das Thema "Konjunktur und Konjunkturpolitik" im Unterricht Die Schülerinnen und Schüler werden in mehreren aufeinander aufbauenden Lernrunden befähigt, wirtschaftspolitische Konzepte zu erkennen, zu hinterfragen und eigene Stellungnahmen dazu zu artikulieren. Dabei werden die wirtschaftspolitischen Interessenslagen der unterschiedlichen gesellschaftlichen Akteure herausgearbeitet, analysiert und diskutiert. In diesem Kontext werden dann auch die eigenen, zum Teil widersprüchlichen Interessen der Schülerinnen und Schüler als spätere Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer sowie Steuerzahlerinnen und Steuerzahler deutlich. Die schülerzentrierten methodischen Variationen dienen dazu, das abstrakte Thema Konjunkturpolitik spannend zu gestalten und zugleich auf die Welt der Schülerinnen und Schüler herunterzubrechen und sie intellektuell und emotional zu stimulieren. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler sollen sich durch Internetrecherchen nicht nur das grundlegende Fachwissen zu den Themen Konjunktur und Konjunkturpolitik erarbeiten, sie sollen darüber hinaus in der Analyse und Kritik von konjunkturpolitischen Positionen von Parteien und Interessensverbänden auch eigene Meinungen und Werthaltungen entwickeln und diese im Diskurs vertreten. Das Internet dient dabei als Fundus für die Recherche und als Dokumentationsmedium. In mediendidaktischer Hinsicht wird intendiert, die Schülerinnen und Schüler zu einer medienkritischen Haltung zu befähigen, die eine eigene Urteilsbildung ermöglicht und Webinhalte distanziert hinterfragt. Methodische Analyse Die Unterrichtseinheit kann vollständig online stattfinden. Die Schülerinnen und Schüler müssen nur über einen Internetanschluss und Endgeräte verfügen. Zentral ist wie bei jedem Fernunterricht ein gemeinsames Netzlaufwerk für kollaborative Produkterstellung (Teams, Lernplattformen, Intranet, notfalls auch Padlet oder Miro). Außerdem braucht man eine Kommunikationsplattform für den Unterricht und die Zusammenarbeit zwischen den Schülerinnen und Schülern. Dies kann eine Videoplattform (zum Beispiel Zoom) oder eine andere Kommunikationsplattform (zum Beispiel Slack) sein. Wesentlich ist, dass die Lernergebnisse von den Schülerinnen und Schülern eigenständig und konstruktivistisch in einem digitalen Umfeld, mit digitalen Mitteln entwickelt und in digitaler Form präsentiert und kommentiert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen und erklären Konjunkturindikatoren, Konjunkturmerkmale und Konjunkturphasen, die Interdependenzen des Magischen Vierecks und des Stabilitätsgesetzes und erkennen die Grenzen des Wachstums. erkennen und begründen die Notwendigkeit einer staatlichen Konjunktur- und Beschäftigungspolitik. analysieren und hinterfragen gesellschaftliche Interessenspostionen im Bereich der Konjunktur- und Arbeitsmarktpolitik. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und analysieren Informationen im Internet. kooperieren online in Videokonferenzen und gemeinsamen Netzlaufwerken. erstellen arbeitsteilig eine PowerPoint-Präsentation und tragen diese öffenltich vor. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, entscheiden und präsentieren im Team. verständigen sich auf eine gemeisame Haltung zu volkwirtschaftlichen Fragestellungen. präsentieren und begründen ihre persönliche Meinung in der Gruppe oder vor einer Zuhörerschaft.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Quantitativer und qualitativer Angebotsvergleich" werden betriebswirtschaftliche Inhalte und Inhalte aus dem Fach Rechnungswesen (Bezugskalkulation) unter Einsatz des Computerprogramms Excel aus bürowirtschaftlicher Sicht bearbeitet.Aus unterschiedlichen Angeboten das kostengünstigste herauszufiltern, gehört zu den Grundfertigkeiten kaufmännischen Handelns. Neben der rein mathematischen Auswahl darf jedoch die qualitative Analyse eines Angebots nicht zu kurz kommen, um unangenehme Überraschungen zu vermeiden.Die BÜMÖ GmbH plant, die Einkaufsabteilung mit neuen Computern auszustatten. Vor dem Hintergrund dieser praxisnahen Ausgangssituation treffen die Lernenden eine begründete Entscheidung. Die Schülerinnen und Schüler planen ihre Vorgehensweise und bereiten die realistisch gestalteten Materialien zunächst rechnergestützt in Form eines quantitativen Angebotsvergleichs auf. Das Unterrichtsergebnis bildet die Grundlage für eine weitere Unterrichtsstunde, in der zur genaueren Entscheidungsfindung qualitative Aspekte berücksichtigt werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen eine begründete Entscheidung für ein Angebot treffen, indem sie quantitative und qualitative Aspekte bei der Auswahl heranziehen. erweitern ihre Fähigkeit, aus Textmaterial relevante Informationen herauszufiltern. übertragen die Textinformationen in die Eingabe- und Bearbeitungsfelder einer Tabelle. ermitteln den Bezugspreis für die gegebenen Angebote der Lieferanten anhand des Kalkulationsschemas. lernen zwischen wichtigen und unwichtigen Kriterien zu differenzieren und die Gewichtung in der Nutzwertanalyse vorzunehmen. erkennen den Vorteil, den der Einsatz von Tabellenkalkulationsprogrammen bietet.

In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler den Aufbau von Termen aus verschiedenen Sachsituationen heraus. Sie ist in zwei Niveaustufen zur Binnendifferenzierung angelegt. Die hier veröffentlichten Einheit wurde für das Programm "Mkid – Mathe kann ich doch!" der Vector Stiftung entwickelt. Mkid will erreichen, dass Schülerinnen und Schüler der Klassen 6 und 7, die Potenzial für Mathematik und Naturwissenschaften haben, dieses aber nicht nutzen, sich als kompetent erleben und ihr Selbstkonzept nachhaltig positiv verändern. Dementsprechend dienen die Inhalte der Materialien als Vehikel für das übergeordnete Ziel des Kompetenzerlebens der Lernenden. Die Materialien sind detailliert ausgearbeitet. Sie sind für eine Unterrichtsstunde zwischen 45 und 90 Minuten gedacht.Das Berechnen von Termen fällt vielen Lernenden einfach, da sie algorithmisch vorgehen. Häufig fehlt jedoch ein Verständnis für den Aufbau und die grundlegende Struktur von Termen. Daher ist es für viele Schülerinnen und Schüler schwierig, eine Sachsituation in einen mathematischen Sachverhalt (in diesem Fall einen Term) zu übersetzen (mathematische Kompetenz " Modellieren "). Hier setzt die Stunde an, indem die Schülerinnen und Schüler schrittweise noch einmal auf ihr bereits vorhandenes Wissen zu Termen zurückgreifen und zu verschiedenen Situationen Terme aufstellen. Das Material ist in zwei Niveau- und Umfangsstufen zur Binnendifferenzierung aufgeteilt: Arbeitsblätter mit dem Zusatz B beziehen sich auf eine Basis-Variante mit geringerem Umfang und Schwierigkeitsgrad. Das Material kann an allen allgemeinbildenden Schulen eingesetzt werden. Kennen Sie das auch: "Das brauchen Sie mir gar nicht zu erklären, ich verstehe das sowieso nicht." Leider gehen häufig Kinder und Jugendliche der Mathematik und den Naturwissenschaften verloren, weil sie durch Enttäuschungen das Selbstvertrauen für diese Fächer verloren haben. "Mkid – Mathe kann ich doch" ist ein Projekt, mit dem diese Zielgruppe zurückgewonnen werden soll. Das vorliegende Material stammt aus diesem Projekt und ist unmittelbar im Unterricht einsetzbar. Hier finden Sie eine Beschreibung des Projekts sowie vollständig ausgearbeitete Einheiten für Klasse 6 und 7. Vorkenntnisse Viele Schülerinnen und Schüler können den Wert von Termen zwar "automatisiert" berechnen, haben aber kein Verständnis für den Aufbau von Termen. Auch der Sinn von Variablen wird von vielen nicht erfasst. Hier setzt diese Stunde an. Der Termbegriff sowie der grundlegende Aufbau von Termen und auch Variablen als Platzhalter sollten den Schülerinnen und Schülern zu Beginn dieser Einheit bereits bekannt sein. Das Kalkül zur Lösung von Gleichungen mithilfe von Äquivalenzumformungen wird nicht vorausgesetzt und soll auch nicht verwendet werden. Didaktisch-methodischer Kommentar Um zu verdeutlichen, dass Terme einen Alltagsbezug haben können, dient die Modellierung einer realen Situation als Ausgangspunkt. Dabei sind auf dem Arbeitsblatt nicht alle notwendigen Informationen angegeben – fehlende Informationen sollen geschätzt oder mit dem Smartphone recherchiert werden. Häufig rechnen Schülerinnen und Schüler bei derartigen Aufgaben schrittweise. Hier wird nun auch die Darstellung der Rechnung in einem einzigen Term "erzwungen". Bei der anschließenden Besprechung wird zunächst argumentiert, welche Terme die Sachlage überhaupt korrekt beschreiben. Die Fragen "Was ist gleich?" und "Was ist unterschiedlich?" führen zur Betrachtung der Unterschiede und letztendlich zu folgenden Erkenntnissen: Terme mit unterschiedlichen Zahlen (aber mit gleicher Termstruktur) entstehen durch unterschiedliche Schätzwerte bei den fehlenden Angaben. Unterschiedliche Rechenwege führen zu Termen mit unterschiedlichen Termstrukturen. Diese sind äquivalent, können also durch zulässige Termumformungen ineinander überführt werden. Das vertiefende Arbeitsblatt "Veränderungen der Situation – Veränderungen im Term" schärft den Blick für den Aufbau von Termen und stellt gleichzeitig eine geschickte Überleitung zur Leitfrage "Warum sind Terme cool?" dar: Rechnungen mit Termen ermöglichen eine hohe Flexibilität. Veränderte Situationen erfordern lediglich den Austausch einer Zahl im Term und können somit viel schneller erfasst werden als bei einer schrittweisen Rechnung. Zudem ermöglichen Terme eine schnelle mathematische Beschreibung vieler unterschiedlicher Situationen. Die Hinführung zu Variablen durch die Frage "Wie sieht der Term für x-beliebig viele Personen aus?" sollte kein Problem darstellen, da Variablen bereits in Klasse 5 und 6 gelegentlich (propädeutisch) auftauchen. Das Arbeitsblatt "Term – Situation – Beschreibung" erfordert eine genaue Betrachtung der Termstruktur. Da die Zahl $$8$$ und die Variable \( x \) immer vorkommen, muss bei den Situationen genau analysiert werden, was fix und was variabel ist. Aus Zeitgründen muss hier keine ausführliche gemeinsame Besprechung folgen. Allerdings sollte in der anschließenden kurzen Plenumsphase herausgearbeitet werden, dass die Variable immer eine Anzahl beschreibt (zum Beispiel \( x \) = Anzahl der Kinder). Viele Schülerinnen und Schüler neigen dazu, den Variablen Objekte zuzuordnen (x = Kinder), was beispielsweise bei Termen der Form $$3x ⋅ 4y$$ zu Problemen führt. Hier wird vor allem die mathematische Kompetenz "Modellieren" angesprochen. Den Abschluss bildet eine kurze Reflexionsphase. Die Schülerinnen und Schüler formulieren in einer SMS prägnant, weshalb Terme und Variablen cool sind. In 90-Minuten-Stunden kann mehr Zeit für die Arbeitsblätter 2 und 3 und für die Plenumsphasen verwendet werden. Zudem kann das Arbeitsblatt "Terme mit Variablen" bearbeitet werden. Letzteres enthält in Aufgabenteil d) bereits eine lineare Gleichung, welche die Schülerinnen und Schüler durch "scharfes Hinschauen" oder durch Rückwärtsrechnen lösen können. Das Material ist in zwei Niveaustufen aufgeteilt: Die Basis-Variante (mit dem Zusatz B) unterscheidet sich zur regulären Variante durch einen geringeren Umfang und eine niedrigere Schwierigkeitsstufe. Somit lässt sie sich zum einen für einen binnendifferenzierten Unterricht einsetzen und zum anderen kann sie in einem kürzeren Zeitraum bearbeitet werden. Dennoch fördert und fordert auch die Basis-Variante sämtliche Kompetenzen, die auch auch in der regulären Variante angesprochen werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erörtern, wie sich ein Term entsprechend einer bestimmten Situation verändert. (K1) beschreiben und begründen Lösungswege. (K1) nutzen geeignete Strategien und Hilfsmittel zum Problemlösen. (K2) übersetzen eine reale Situation in einen mathematischen Term. (K3) arbeiten mit Termen und Variablen. (K5) dokumentieren und präsentieren Lösungswege adressatengerecht in der Fachsprache. (K6) Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten arbeitsteilig in (Klein-)Gruppen. nehmen bei der Arbeit in Gruppen Rücksicht auf die Bedürfnisse der anderen Lernenden. präsentieren und kommunizieren ihre Ergebnisse adressatengerecht. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen das Smartphone zur Recherche.

Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit Bewegungen, die auf einer horizontalen Unterlage, einer schiefen Ebene sowie im freien Fall unter dem Einfluss einer konstanten Kraft stattfinden können.Das Wesentliche dieser Unterrichtseinheit ist die Erkenntnis für die Lernenden, dass jede Bewegung einen Widerstand entgegen der Bewegungsrichtung erfährt. Dieser Widerstand besteht zum einen aus den verschiedenen Formen der Reibung (Haftreibung, Gleitreibung, Rollreibung), zum anderen aus dem geschwindigkeitsabhängigen Luftwiderstand. Dabei lernen die Schülerinnen und Schüler, dass Reibung und Widerstand zwar in vielen Bereichen der Technik nur unter Energieaufwand überwunden werden können, aber gleichzeitig für unsere Fortbewegung unverzichtbar sind – schon Gehen, Fahren oder Bremsen auf einer fast reibungsfreien Unterlage wie etwa Glatteis sind nahezu unmöglich! Ausgehend von bereits vorhandenen Grundkenntnissen der Newton'schen Mechanik werden deren Gesetzmäßigkeiten auf horizontale Bewegungen, die schiefe Ebene und den freien Fall angewandt. Dabei wird der Unterschied zwischen theoretisch reibungsfreien Bewegungen und den in der Realität aber immer vorhandenen Widerstandskräften herausarbeitet und hinsichtlich ihrer Wirkung eingehend bewertet. Fragestellungen und detaillierte Übungsaufgaben erweitern das Verständnis für die Notwendigkeit von Reibung und Luftwiderstand. Geradlinige Bewegung unter konstanter Krafteinwirkung Fahren im Auto oder Radfahren – horizontal, bergauf oder bergab – sind den Schülerinnen und Schüler aus ihrem Alltagsleben hinlänglich bekannt. Die Bedeutung der Reibung sowie des Luftwiderstandes sollte die Lernenden sowohl unter dem Aspekt der Sicherheit als auch des Klimaschutzes interessieren. Zum einen hat eine feuchte und rutschige Unterlage ein großes Gefahrenpotential (Aquaplaning beim Autofahren, Sturzgefahr beim Radfahren vor allem auf Schnee), zum anderen führt der mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunehmende Luftwiderstand bei schnellem Autofahren zu deutlich höheren Schadstoffemissionen als bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Die genannten Aspekte sollten die Lernenden im Unterricht – abgesehen von den physikalischen Gesetzmäßigkeiten – auch zum Nachdenken anregen, nicht zuletzt im Hinblick auf die vor allem auch jüngeren Menschen immer wichtiger werdenden Klimaprobleme (unter anderem" fridays for future"). Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können dahingehend vorausgesetzt werden, dass die Grundlagen der Newton'schen Mechanik bereits besprochen sein müssen, wenn man sich im Unterricht mit den wirkenden Kräften bei horizontalen Bewegungsabläufen sowie auf schiefen Ebenen und im freien Fall beschäftigt. Didaktische Analyse Hohe Geschwindigkeiten beinhalten immer ein großes Gefahrenpotential – dies richtig einzuschätzen in Abhängigkeit von der Unterlage, auf der man sich bewegt, ist sehr wichtig. Zudem sollten die Lernenden erkennen, dass eine schiefe Ebene auch ein Hilfsmittel darstellt, um zum Beispiel einen schweren Gegenstand auf eine bestimmte Höhe anzuheben. Methodische Analyse Durch das Verstehen und Anwenden physikalischer Gesetzmäßigkeiten bei den unterschiedlichen Arten von Bewegungen unter dem Einfluss einer konstanten Kraft werden die Lernenden in die Lage versetzt, Bewegungsabläufe in Abhängigkeit von der jeweiligen Unterlage richtig einzuschätzen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen, welchen Gesetzmäßigkeiten Bewegungen bei konstanter Krafteinwirkung folgen. kennen die Einflüsse von Reibung und Luftwiderstand auf Bewegungsabläufe. können die Wirkungsweise verschiedener Kräfte auf Bewegungsabläufe berechnen und hinsichtlich ihrer Wirkung einschätzen. 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 Mitschülern auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden wertfrei diskutieren zu können.

In der Unterrichtseinheit zum Thema "Heimische Singvögel" lernen die Schülerinnen und Schüler parallel zum Liedtext von "Alle Vögel sind schon da" verschiedene Vogelarten kennen. Darüber hinaus wird das Thema auf allgemeines Basiswissen zur Bestimmung der Vogelarten, auf die Lebensbedingungen heimischer Vogelarten sowie deren Schutz ausgeweitet. Einen themenzentrierten Einstieg in die Unterrichtseinheit bietet das bekannte Kinderlied "Alle Vögel sind schon da". Durch das Singen des Liedes werden die Schülerinnen und Schüler in die Thematik "Heimische Singvögel" adressatengerecht eingeführt und lernen bereits die ersten Vögel kennen. Davon ausgehend wird der Liedtext interpretiert und mit wissenschaftlichen Fakten in Beziehung gesetzt. Anhand verschiedener Arbeitsblätter erarbeiten die Lernenden Wissen zu unserer heimischen Vogelwelt. Dabei wird nicht nur auf die einzelnen Vogelarten und deren Lebensweise eingegangen, sondern es werden auch Unterschiede in deren Aussehen und Ernährung thematisiert. Zum Abschluss der Unterrichtseinheit wird auf das Vogelsterben eingegangen, das in den letzten Jahrzehnten in Deutschland zu beobachten ist. Die Lernenden erarbeiten sich die Gründe für das Vogelsterben und werden so für den Artenschutz sensibilisiert. Ergänzend zur Unterrichtseinheit bietet es sich an, das interaktive Arbeitsmaterial "Heimische Singvögel erkennen" zu nutzen. Hier lernen Schülerinnen und Schüler spielerisch, die Vögel in ihrer Umwelt zu benennen. Das Thema "Heimische Singvögel" im Unterricht Mit der Natur und ihrer Umwelt befassen sich Kinder bereits früh. Allgemein bringen sie meist viel Begeisterung für Tiere mit. Da Vögel jedoch recht klein, flink und somit schwer zu entdecken sind, lohnt es sich, diese Tiere im Unterricht genauer zu betrachten. Diese Unterrichtseinheit nimmt Singvögel unter die Lupe, die die Schülerinnen und Schüler auch im Garten oder auf dem Schulhof beobachten können. Vorkenntnisse Mit Sicherheit wissen alle Schülerinnen und Schüler, was Vögel sind. Vielleicht haben einige von ihnen bereits einmal Vögel in der Natur beobachtet, im Zoo oder Tierpark gesehen oder haben sogar Vögel als Haustier. An dieses Vorwissen kann die Lehrkraft im Unterricht anknüpfen. Didaktische Analyse Diese Unterrichtseinheit widmet sich einem Thema, das der Lebenswelt der Lernenden unmittelbar entspringt. Vögel sind allgegenwärtig im Leben der Schülerinnen und Schüler: Sie können sie in der Natur beobachten, sehen interessante Vögel bei Ausflügen in den Zoo, halten vielleicht einen Vogel als Haustier oder lauschen einfach nur gerne dem Zwitschern der heimischen Singvögel. Daher liegt es nahe, das Thema "Heimische Singvögel" auch im Unterricht aufzugreifen. In der Welt, in der die Schülerinnen und Schüler hineinwachsen, gibt es allerdings immer weniger Vögel. Auch wenn man es kaum wahrnimmt, nehmen die Brutpaare von Jahr zu Jahr ab. Wichtig ist es nicht nur, den Lernenden diesen Sachverhalt zu erklären, sondern sie auch darauf aufmerksam zu machen, warum das Vogelsterben voranschreitet. Indem sie dafür sensibilisiert werden, wird bereits bei Grundschülerinnen und -schülern der Grundstein für eine Handlungskompetenz im Bereich Artenschutz gelegt. Exemplarisch steht das Thema "Heimische Singvögel" für viele andere Bereiche des Natur- und Artenschutz. Methodische Analyse Der Einstieg in die Thematik wird durch das Singen des Liedes "Alle Vögel sind schon da" herbeigeführt. Die musikalische Herangehensweise motiviert die Schülerinnen und Schüler und unterstützt die Aktivierung des Vorwissens. Zur Abwechslung und Auflockerung kann das Lied immer wieder in den Unterricht einbezogen werden. Diese Unterrichtseinheit orientiert sich an Arbeitsblättern, mit deren Hilfe sich die Lernenden die wichtigsten Erkenntnisse zu heimischen Singvögeln eigenständig erarbeiten können. Sowohl auf den Arbeitsblättern als auch im Unterricht wird viel Bildmaterial eingesetzt, das den Unterrichtsinhalt nicht nur veranschaulicht sondern auch dem Erkenntnisgewinn dient. Die visuellen Unterrichtsmaterialien unterstützen die Verarbeitung der Informationen und helfen den Lernenden, sich Fachwissen langfristig zu behalten. In den Aufgaben werden die Methoden dennoch häufig gewechselt. So bleibt das Unterrichtsthema spannend und interessant für die Lernenden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Text sachliche Informationen. können Arbeitsaufgaben selbstständig lösen und durch Schlussfolgerungen zum richtigen Ergebnis gelangen. können ihr Wissen zum Thema nachhaltig erweitern und zum aktiv zum Umweltschutz beitragen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Rechercheaufträge im Internet ausführen und ihr Ergebnis adressatengerecht präsentieren. können Abbildungen sachgerecht interpretieren und deren Aussagen verbalisieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kooperieren miteinander. gehen mit den Beiträgen ihrer Mitschülerinnen und Mitschülern respektvoll um. respektieren natürliche Lebenswelten und tragen zu ihrem Schutz und Erhalt bei.