MINT: Willkommen im Fachbereich

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Aufnahmen der Erde aus dem Weltraum lernen die Schülerinnen und Schüler die geographische Beschaffenheit der Erde anhand von Bildern aus dem Weltall kennen.In dieser Unterrichtseinheit wird den Schülerinnen und Schülern die Fernerkundung der Erde vom Weltraum aus vorgestellt. Die Lernenden führen dabei vom Boden aus gemachte Aufnahmen verschiedener Landschaften (Gebirge, Seen, Flüsse, Städte, Inseln und Wüsten) mit Aufnahmen derselben Orte zusammen, die von Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation und von Erdbeobachtungssatelliten gemacht wurden. Sie lernen dabei, warum Beobachtungssatelliten der Erde nützlich sind und welche Bedeutung die Aufnahmen aus dem All für uns Menschen haben, schärfen aber auch ihr Verständnis für neue Perspektiven und verbessern ihre Fähigkeit, anhand mehrerer Kriterien verschiedene Objekte zu assoziieren. Durch den Vergleich der Bilder, die auf der Erde gemacht wurden und den Bildern, die aus dem Weltall von der Erde gemacht werden, erkennen die Schülerinnen und Schüler die Wichtigkeit dieser Aufnahmen. Viele Merkmale und die Gesundheit des Planeten lassen sich mit Bildern aus dem Weltall überprüfen: Durch die Bilder lassen sich beispielsweise detailliert Karten herstellen und sie helfen dabei, die Vegetation und Verschmutzung zu überwachen. Auch bei der Wettervorhersage sind Bilder aus dem Weltall eine wichtige Hilfe. Bei diesen Ressourcen wurden insbesondere Aufnahmen von Sentinel-1 und Sentinel-2 verwendet. Diese Missionen wurden von der ESA als Teil des Copernicus-Programms entwickelt. Die Schülerinnen und Schüler erlernen und üben mithilfe dieser Unterrichtseinheit das zu behandelnde Thema aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten. So entdecken sie Unterschiede zwischen den Perspektiven, aus denen die Aufnahmen der Erdoberfläche gemacht wurden. Durch diese neuen Betrachtungspunkte aus der Vogelperspektive lernen sie, welche Aussagen sich aufgrund der Beschaffenheit der Erdoberfläche treffen lassen und wie diese Aufnahmen überhaupt gemacht wurden. Des weiteren wird die Beobachtungsgabe und die Analysefähigkeit geschult, da nach Betrachtung der Aufnahmen darauf aufbauend Schlüsse gezogen werden. Die Zusammenarbeit der Schülerinnen und Schüler wird im letzten Teil der Unterrichtseinheit erprobt, da die verschiedenen Analysen zusammengetragen und verglichen werden. Altersgruppe: 8 bis 12 Jahre Schwierigkeitsgrad: leicht Zeitbedarf: 45 Minuten Kosten pro Klasse: 0 bis 5 Euro Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich verschiedene Betrachtungspunkte, von denen aus man einen Gegenstand beobachten kann. erkennen den Unterschied zwischen Aufnahmen, die vom Boden aus aufgenommen wurden und Aufnahmen, die aus dem Weltraum gemachte wurden. sehen, wie Seen, Flüsse, Gebirge, Wüsten und Städte aus dem Weltraum aussehen. erfahren die Nützlichkeit von Aufnahmen der Erde aus dem Weltraum. lernen, dass Erdbeobachtungssatelliten existieren und weshalb diese nützlich sind. verbessern ihre Fähigkeit Bilder zu analysieren und einschlägige Informationen zu vermitteln, sowie anhand mehrerer Kriterien verschiedene Objekte zu assoziieren. verstehen neue Perspektiven. schulen sich in ihrer Fähigkeit mit anderen zusammenzuarbeiten und Schlussfolgerungen zu teilen.

Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den Grundlagen des elektrischen Widerstands, einer physikalischen Größe, die von Georg Simon Ohm im Jahr 1826 aus der Proportionalität von Spannung und Stromstärke gefunden wurde. Die Schülerinnen und Schüler lernen mit einfachen Versuchen, dass sich die den Stromfluss darstellenden Elektronen nicht reibungsfrei bewegen können. Vielmehr ist es so, dass es keinen Stromkreis ohne Widerstand gibt, wenn man den physikalischen Spezialfall Supraleitung außer Acht lässt. Der elektrische Widerstand ist vom Material, der Temperatur und anderen Größen wie Länge und Querschnittsfläche eines Leiters abhängig. Die Zusammenhänge werden den Lernenden über das Ohmsche Gesetz nähergebracht, das den Widerstand aus dem Quotienten von Spannung durch Stromstärke berechnet.Zunächst werden den Lernenden die Besonderheiten der Leitfähigkeit von Leitern - im Gegensatz zu Nichtleitern - vorgestellt. Der entscheidende Unterschied zwischen Leitern und Nichtleitern besteht darin, dass Leiter Elektronen in ihrer äußeren Schale besitzen, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung die negativ geladenen Elektronen in Bewegung setzen. Anhand von Versuchen und zugehörigen Diagrammen erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass das Ohmsche Gesetz nur für bestimmte Leiter, wie etwa Konstantan, gilt. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Einführung des spezifischen Widerstandes, der für die unterschiedlichen Materialien zu ermitteln ist. Der elektrische Widerstand als Thema im Physik-Unterricht Uns allen bekannte elektrische Anwendungen wie Radio oder Computer kannte der Erlanger Physiker Georg Simon Ohm im 19. Jahrhundert noch nicht. Mit seinen Experimenten hat er jedoch gezeigt, dass zwischen der an einen Leiter angelegten Spannung und der daraufhin durch ihn fließenden Stromstärke ein Zusammenhang bestand. Mit dem nach ihm benannten Ohmschen Gesetz hat Georg Simon Ohm bewiesen, dass unter bestimmten Voraussetzungen der Quotient zwischen Spannung und Stromstärke konstant ist. Er hatte mit der Konstante den elektrischen Widerstand und damit die wichtigste Grundlage vieler Berechnungen in der Elektrotechnik gelegt. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden dürfen nur dann erwartet werden, wenn sie sich bereits mit Elektro- oder Elektronik-Baukästen beschäftigt haben. Im Übrigen sind Spannung und Stromstärke als Begriffe sicher bekannt, den Wenigsten aber kaum die Zusammenhänge zwischen beiden. Didaktische Analyse Bei der Besprechung des Themas muss man darauf achten, den Lernenden klar zu machen, dass mit unterschiedlichen Widerständen in einem einfachen Stromkreis, aber auch in der Elektronik der Stromfluss durch die verschiedenen Bereiche des Stromkreises gesteuert werden kann. Methodische Analyse Der Begriff des Widerstandes lässt sich an verschiedenen Beispielen aus dem Alltag relativ leicht zeigen, wie etwa bei einem Schlauch, durch den man Wasser pumpen will: Man wird dabei schnell erkennen, dass dieselbe Menge an durchlaufendem Wasser bei einem dünneren Schlauch mehr Druck erfordert als bei einem dicken Schlauch. Mit anderen Worten setzt der dünne Schlauch dem dicken mehr Widerstand entgegen. Angewandt auf den elektrischen Widerstand kann man das problemlos mit einem dünnen und einem dicken Kabel gleicher Länge zeigen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die Bedeutung des Widerstandes in Elektrizitätslehre und Elektronik. kennen die Unterschiede zwischen Ohmschem Widerstand und spezifischem Widerstand. können Berechnungen in verzweigten Stromkreisen mit mehreren Widerständen anstellen. untersuchen die elektrische Leitfähigkeit von Stoffen experimentell (Leiter, Nichtleiter). lernen den Aufbau eines Stromkreises unter Vorgabe einer Schaltskizze durchzuführen sowie Stromkreise in Form von Schaltskizzen darstellen zu können. 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.

In der Unterrichtseinheit "Daten und Kenngrößen" werden unterschiedliche Aspekte der Datenauswertung und sämtliche Grundbegriffe eingeführt. Ein besonderer Schwerpunkt wird hier auf verschiedene Formen des Mittelwerts gelegt: das arithmetische Mittel, das harmonische Mittel und das geometrische Mittel.Immer mehr Daten werden gesammelt. Um die Daten zu verwenden und aus ihnen Schlüsse zu ziehen, reicht das bloße Sammeln der Daten jedoch meist nicht aus: Sie müssen ausgewertet werden. Dabei sind häufig nicht die einzelnen Werte von Bedeutung. Das Zusammenspiel mehrerer Werte ist für die Datenauswertung in der Regel deutlich wichtiger. Neben der Kenntnis verschiedener Größen im Zusammenhang mit Daten ist die Aussagekraft dieser Werte sowie der Umgang damit für Schülerinnen und Schüler wichtig. Wie aussagekräftig ist beispielsweise eine Notendurchschnitt von 2,3? Haben alle Schülerinnen und Schüler eine 2 oder eine 3 geschrieben? Gibt es Ausreißer? Einzelne Kenngrößen müssen stets im Zusammenspiel mit anderen Größen betrachtet und ausgewertet werden. Nur so kann ein umfassender Gesamtüberblick entstehen. In der Unterrichtseinheit werden zentrale Begriffe und Methoden der Datenauswertung vorgestellt und beschrieben. In diesem Zusammenhang werden auch Boxplots und deren Erstellung beleuchtet. Ein zentraler Aspekt der Unterrichtseinheit sind verschiedene Formen des Mittelwerts. Sowohl das arithmetische Mittel, das harmonische Mittel und das geometrische Mittel werden einzeln vorgestellt und es wird erläutert, für welchen Zweck diese drei Formen verwendet werden. Zur Erweiterung und Ergänzung wird zudem optional die Möglichkeit des Einsatzes von Tabellenkalkulationsprogrammen geboten. Dabei können Zufallszahlen erzeugt und diese mit den zuvor erlernten Kenngrößen ausgewertet werden. Das Thema "Daten und Kenngrößen" im Unterricht Die Kenntnis von bestimmten Größen stellt ein wichtiges Fundament im Umgang mit Daten dar. Übungsaufgaben im Zusammenhang mit realen Bezügen sollen in der Unterrichtseinheit dazu dienen, die Definitionen anzuwenden und die Bedeutung der Größen zu verstehen. Aspekte über diese Berechnungen hinaus (zum Beispiel der Einsatz von Tabellenkalkulationsprogrammen und Stellungnahmen) runden die Einheit ab. Vorkenntnisse Sämtliche Begriffe und Definitionen werden neu eingeführt. Beim Auswerten von Daten sind Grundkenntnisse im Umgang mit Tabellenkalkulationen hilfreich. Für das Arbeitsblatt 5 sind diese jedoch unabdingbar. Didaktische Analyse "Umfragen haben gezeigt, dass..." – häufig werden mit diesem Beginn eines Satzes die Ergebnisse einer Datenauswertung präsentiert. Die Ergebnisse dieser Umfrage werden meist jedoch nicht einzeln präsentiert. Das Zusammenspiel mehrerer Daten ist von Interesse und relevant. Welche Daten dabei besonders relevant sind und wie diese ausgewertet werden, erfahren die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit. Neben der Förderung und Forderung mathematischer Kompetenzen werden die Schülerinnen und Schüler auch im Umgang mit Daten geschult. Dies ist nicht nur im mathematischen Kontext als hilfreich anzusehen. Statistiken und Daten spielen fächerübergreifend eine große Rolle in der heutigen Zeit. Nicht zuletzt auch, da mit Daten mittlerweile viel Geld verdient wird. Methodische Analyse Einzelne Arbeitsblätter geben eine prinzipielle Reihenfolge zur Bearbeitung vor. Diese kann jedoch je nach Vorwissen auch abgeändert werden. Die Blätter beinhalten zudem immer eine Definition der Begriffe. Neben dem Anwenden der Definitionen soll zudem eine Interpretation der Daten erfolgen. In den Musterlösungen werden daher nur Vorschläge für die Lösung genannt. Grundkenntnisse im Umgang sind hierbei vor allem für die Arbeit mit Tabellenkalkulationsprogrammen wichtig. Die einzelnen Arbeitsaufträge werden grundsätzlich in Gruppenarbeit erledigt. Das bietet den Vorteil, dass sich die Lernenden gegenseitig bei Fragen und Problemen helfen können. Die Lehrkraft steht dabei stets beratend zur Seite. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler argumentieren mit ihrem mathematischen Wissen, um Ergebnisse der Datenauswertung zu analysieren und zu interpretieren. übersetzen reale Probleme in ein mathematisches Modell, lösen das Problem und übertragen die Lösung wieder auf das reale Problem. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Fähigkeiten im Umgang mit Tabellenkalkulationsprogrammen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bringen sich in der Gruppenarbeit ein. werten Daten kritisch aus. helfen sich gegenseitig bei Fragen.

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Thema Savanne lernen die Schülerinnen und Schüler mit der Dornstrauchsavanne, der Trockensavanne und der Feuchtsavanne unterschiedliche Savannentypen kennen. Die Lernenden verstehen, warum sich Pflanzen an die klimatischen Bedingungen anpassen müssen und erläutern, warum sich Savannen auf der Erde weiter ausbreiten.In Zusammenhang mit den verschiedenen Klima- und Vegetationsformen der Erde beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I im Unterricht in Geographie beziehungsweise Erdkunde intensiv mit dem Tropischen Regenwald und seinem Artenreichtum. Die Savannen – auch als Grasländer der wechselfeuchten Tropen bezeichnet – sind eine Art Übergangszone vom Tropischen Regenwald zur Wüste. Da die Savanne eine der am meisten genutzten Zonen innerhalb der Tropen ist, lohnt sich ein genauerer Blick dorthin. Mit diesem aktivierenden Unterrichtsmaterial erarbeiten die Lernenden deshalb mit der Dornstrauchsavanne, der Trockensavanne und der Feuchtsavanne unterschiedliche Savannentypen. Sie verstehen die Anpassung von Pflanzen an die Bedingungen in unterschiedlichen Klimazonen sowie die Ausbreitung von Savannen auf der Erde. Das Thema "Ökosystem Savanne: von der Dornsavanne zur Feuchtsavanne" im Unterricht Die Savanne ist eine Vegetationszone der wechselfeuchten Tropen, die zwischen dem Tropischen Regenwald und der Wüste beziehungsweise Halbwüste liegt. Sie ist charakterisiert durch ausgeprägte Trocken- und Regenzeiten mit einer hierfür angepassten Vegetation. Direkt an den Regenwald schließt sich die Feuchtsavanne an mit ihren typischen Galeriewäldern und hohen Bäumen sowie mit dem meterhohen Elefantengras. In der Feuchtsavanne findet man ein ausgeprägtes Tageszeitenklima und sie ist die tierreichste Region der Erde. Daran schließt sich die etwas trockenere Zone, die sogenannte Trockensavanne an, die mit Schirmakazie und Affenbrotbaum über besondere Pflanzen mit Adaptionsmechanismen verfügt. Die Dornstrauchsavanne ist die trockenste Zone der Savanne. Hier wachsen dornartige Pflanzen, um sich vor zu viel Verdunstung, aber auch vor Fressfeinden zu schützen. An diese Zone grenzt als noch lebensfeindlichere Zone die Wüste beziehungsweise Halbwüste an. Savannen stellen ein Beispiel für das Leben und Wirtschaften im tropischen Afrika dar. Die Schülerinnen und Schüler lernen mit diesem Material für den Unterricht in Geographie beziehungsweise Erdkunde, wie sich die Menschen an die Savannentypen angepasst haben und wie sie mit den klimatischen Bedingungen zurechtkommen und dennoch ihre Familie versorgen können. Die weitere Ausbreitung der Savannen und Wüsten (Desertifikation) ist vor allem anthropogen bedingt. Der Klimawandel spielt hier ebenso eine Rolle, was die gesellschaftspolitische Bedeutung unterstreicht. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten grob die Klima- und Vegetationszonen der Erde kennen sowie auch deren Gründe verstehen: polare Zone, gemäßigte Zone, subtropische und tropische Zone mit ihren Vegetationsformen: Tundra, Nördlicher Nadel-/Mischwald, Hartlaubgewächse/Mittelmeervegetation, Savanne und Tropischer Regenwald. Didaktische Analyse Das Wort Savanne stammt aus dem Spanischen "sabana" und bedeutet trockene Graslandschaft. Die Savanne ist durch einen Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit charakterisiert und nimmt circa eine Fläche von 15% der Gesamtfläche der Erde ein und befindet sich im wechselfeuchten Bereich der Tropen beidseits des Äquators. Der Boden ist meist mit Pflanzen bedeckt und typisch für diese Landschaft sind Gräser und Sträucher. Die Niederschlagsmenge ist das entscheidende Kriterium für die Einteilung der verschiedenen Savannentypen. Methodische Analyse Die drei Bilder der Savannentypen mit ihrer unterschiedlichen Wuchshöhe der Pflanzen in diesem Unterrichtsmaterial lassen Rückschlüsse über den räumlichen Standort der Savanne zu, das heißt je heißer und trockener das Klima ist, um so niedriger wachsen die Pflanzen, um Wasser zu sparen. Je näher man sich am am Äquator befindet, um so feuchter und heißer ist es, um so üppiger und höher ist die Pflanzenwelt. Die genauen Zusammenhänge erkennen ist nur mit einem Basis-Vorwissen möglich. Deshalb kann eine Wiederholung der Klimazonen der Erde je nach Wissensstand der Lernenden vorab notwendig sein oder ein Video über die Klimazonen mit in den Unterricht eingebaut werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die verschiedenen Savannentypen kennen und können die Vegetationsform Savanne in einen räumlichen und klimatischen Gesamtzusammenhang bringen. treffen anhand von Niederschlagsmengen und Vegetationsform über den jeweiligen Savannentyp eine Aussage über die Nutzung. erkennen die natürlichen und anthropogenen Ursachen und Folgen für die weitere Ausbreitung der Savannen beziehungsweise der Wüsten auf der Erde. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Lesekompetenz und können fachliche Inhalte grafisch in Schemata umsetzen. werten verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen, Grafiken und Bilder hinsichtlich relevanter Informationen aus. hinterfragen die Informationen aus verschiedenen Medien kritisch. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert in Kleingruppen und nehmen die Vorschläge der anderen auf. beziehen zum Thema Ausbreitung der Savannen kritisch Stellung. erarbeiten Lösungsvorschläge in Kleingruppen, um die weitere Ausbreitung der Savannen zu verhindern.

Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den physikalischen Phänomenen "Reibungselektrizität" und "Elektrische Influenz". An einfachen Beispielen aus dem täglichen Leben, wie etwa beim Kämmen von frisch gewaschenem Haar, kann man den Lernenden auf einfache Weise zeigen, wie es durch Reiben von zwei Nichtleitern aneinander zur Reibungselektrizität kommt. Dabei werden Elektronen von einem Stoff herausgelöst und fließen zum anderen mit der Folge, dass sich die Haare abstoßen.Zur Reibungselektrizität kommt es häufig, wenn zwei unterschiedliche Materialien aneinander gerieben werden – dabei bekommt ein Material zusätzliche Elektronen, während das andere Material Elektronen abgibt. Von elektrischer Influenz hingegen spricht man, wenn es bei einem Körper durch Annähern eines anderen geladenen Körpers zu einer Veränderung der Ladungsverteilung kommt. Elektrische Influenz kann man zum Beispiel mittels eines Elektroskopes zeigen, indem man eine geladene Kugel dem Elektroskop annähert: Je näher man mit der geladenen Kugel an das Elektroskop kommt, desto stärker werden sich die beweglichen Nadeln des Elektroskopes voneinander entfernen, weil sich die Ladung auf dem ungeladenen Elektroskop in Richtung der Nadeln verschiebt, mit dem Effekt, dass sich die beiden Nadeln abstoßen. Reibungselektrizität und elektrische Influenz Reibungselektrizität als Ablösung und elektrische Influenz als Verschiebung von elektrischen Ladungen bilden den Einstieg in den Bereich der Elektrostatik, die grundlegend sind für das Verständnis des elektrischen Feldes und den daraus resultierenden Begriffen wie elektrische Feldstärke, elektrische Spannung und Dielektrizität. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse von den Lernenden sind in Hinblick auf Reibungselektrizität dahingehend zu erwarten, dass jede Schülerin und jeder Schüler sicher schon einmal einen "elektrischen Schlag" bekommen hat, wenn er oder sie über einen Teppich aus Kunststoff gelaufen ist und dann ein Eisengeländer berührt hat. Die elektrische Influenz hingegen bedeutet für die meisten Lernenden sicher Neuland, kann aber durch einfache und anschauliche Versuche ohne großen Aufwand erläutert werden. Didaktische Analyse Die Behandlung von Reibungselektrizität und elektrischer Influenz sind im Unterricht der Sek. I wichtig, weil sonst die Behandlung der doch anspruchsvollen Vorgänge und Gesetzmäßigkeiten im Rahmen der statischen Physik des elektrischen Feldes im Unterricht der Sek. II schwierig würde. Methodische Analyse Das Verständnis für die Vorgänge bei Reibungselektrizität und elektrischer Influenz kann durch viele, leicht durchführbare Versuche, die den Lernenden Spaß machen und die sie gefahrlos an sich ausprobieren können, schnell zu einem nachhaltigen Lernerfolg führen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können erklären, wie es zu positiv oder negativ geladenen Körpern kommt. kennen die Unterschiede zwischen Ladungstrennung und Ladungsverschiebung. wissen um die Gefährlichkeit von Ladungstrennung (zum Beispiel bei Gewittern). 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.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Gewicht und Masse erhalten die Schülerinnen und Schüler ein grundlegendes Verständnis für das Zusammenspiel und die Wechselwirkungen zwischen Gewicht und Masse in Bezug auf die Gravitation. Die Arbeitsblätter behandeln mehrere Themengebiete der Physik: Darunter befinden sich die einzelnen Themen wie Kraft, Druck, mechanische und innere Energie. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass das Gewicht eines Astronauten abhängig von dem Himmelskörper ist, auf dem dieser sich befindet. Zudem erhalten die Schülerinnen und Schüler einen Eindruck vom Astronautentraining, insbesondere wie man auf der Erde für einen Aufenthalt auf dem Mond trainieren kann. Des Weiteren beschäftigten sich die Lernenden mit einer Olympiade auf dem Mond und wie diese unter den dort herrschenden Bedingungen ablaufen würde. Dabei befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit den üblichen Sportarten wie Gewichtheben, Laufen, Hochsprung und Weitwurf. Für jede einzelne Sportart werden die Ergebnisse unter der geringeren Anziehungskraft des Mondes berechnet und mit denen auf der Erde verglichen. Die Aufgabenblätter für die beiden Themen "Die erste Mondolympiade: Physik auf dem Mond" und "Gewicht und Masse: Was wiegt ein Astronaut auf dem Mond" gibt es jeweils für die Klassenstufen 7-9 sowie 9-10. Gewicht und Masse: Was wiegt ein Astronaut auf dem Mond? Mithilfe der Formel für die Gravitation lässt sich das Gewicht eines Menschen oder von Gegenständen auf der Erde und auf den Mond berechnen. Da die Gravitation auf dem Mond nur 1/6 so groß ist wie auf der Erde, wiegen dort alle Objekte weniger. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten über die Grundlagen der Mechanik verfügen. Sie sollten wissen, was ein Impuls ist und den grundlegenden Zusammenhang zwischen Masse und Gewicht kennen. Didaktische Analyse Für die Lernenden ist ein hohes Maß an Abstraktionsvermögen nötig. Deshalb müssen Lehrkräfte sehr darauf achten, durch Abbildungen und Animationen den Sachverhalt anschaulich zu gestalten. Nach verständlicher Einführung durch die Lehrkraft oder durch eigenständiges Erarbeiten der beigefügten Grundlagen/Einführung kann das Arbeitsblatt als Hausaufgabe erarbeitet werden. Methodische Analyse Schritt für Schritt wird in der Einführung die Gleichung für die Gravitation beschrieben. Mit begleitenden Übungsaufgaben einschließlich sehr ausführlicher Lösungen werden die Lernenden mit den notwendigen Berechnungen für die verschiedenen Aufgaben vertraut gemacht. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Zusammenhang zwischen Masse und Gewicht zu verstehen. können physikalische Gleichungen interpretieren und auswerten. erfahren die Anforderungen an Astronauten. verstehen Gravitation und ihre Eigenschaften. lernen die physikalischen Größen und Eigenschaften des Mondes kennen.

Diese Unterrichtseinheit stellt zunächst Bakterien und Viren als Krankheitserreger dar und fokussiert anschließend die Infektionsausbreitung. Die Einheit kann sowohl im klassischen Präsenz-Unterricht als auch in digitalen Lernszenarien (E-Learning, Homeschooling) eingesetzt werden. Ob Bakterien oder Viren: Vorbeugen ist besser als heilen. Zwei der wichtigsten Vorsorgemaßnahmen sind Hygiene und Impfungen. Nach einer Einführung in den Themenbereich "Bakterien und Viren als Krankheitserreger" nimmt die vorliegende Unterrichtseinheit daher die Infektionsausbreitung und deren Verhinderung in den Fokus. Im Anschluss an die Unterrichtseinheit bietet es sich an, dass die Schülerinnen und Schüler auf Grundlage des Erlernten einen Hygieneleitfaden erstellen. Die Unterrichtseinheit basiert auf Auszügen des Materialpakets "Antibiotika: Der Wettlauf mit den Keimen" des Fonds der Chemischen Industrie (FCI). Damit die Einheit nicht nur gemeinsam im Präsenz-Unterricht sondern von den Schülerinnen und Schülern auch selbstständig zu Hause durchgeführt werden kann, wurden methodische Hinweise für beide Szenarien ergänzt und Arbeitsaufträge, wo nötig, angepasst. Thematischer Hintergrund Medizinerinnen und Mediziner sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können den Wettlauf mit den Keimen nur durch stetige Entwicklung neuer Wirkstoffe gewinnen. Derzeit arbeiten weltweit eine Reihe großer und mehr als 40 kleine und mittlere Unternehmen an neuen Antibiotika und anderen antibakteriell wirksamen Medikamenten. Gleichzeitig halten Viren - wie etwa jeden Winter die Influenza-Viren oder derzeit das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2 - die Wissenschaft, Medizin und unsere gesamte Gesellschaft auf Trab. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeiten mit Hochdruck sowohl an Medikamenten zur Heilung der durch Viren verursachten Krankheiten sowie an Impfstoffen zur Immunisierung von Risikogruppen und ganzer Gesellschaften, die die Ausbreitung der Infektionen stoppen oder zumindest verlangsamen sollen. Lehrplanbezug Die Unterrichtseinheit "Bakterien und Viren: Krankheitserreger und Infektionsausbreitung" richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I (Klasse 7 bis 9) in den Fächern Biologie und Chemie. Sie knüpft an das Inhaltsfeld "Kommunikation und Regulation" und den Themenbereich "Krankheitserreger erkennen und abwehren" des Kernlehrplans an. Hinweise zur Methodik Die Unterrichtseinheit kann sowohl im regulären Präsenz-Unterricht wie auch im digitalen Remote-Unterricht (Homeschooling) durchgeführt werden. Die methodischen Hinweise im Ablaufplan enthalten jeweils Vorschläge für beide Unterrichtsszenarien. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Bestandteile von Bakterien und Viren. erarbeiten und analysieren Bakterien-Strukturmodelle. erkennen, warum Antibiotika nicht gegen Viren wirken. lernen das Prinzip der Vermehrung von Bakterien kennen und können es mithilfe eines Versuchs praktisch nachvollziehen. Methodenkompetenz nutzen Modelle und Modellvorstellungen für die Erkenntnisgewinnung. vergleichen Modelle von Viren und tierischen Zellen. führen einen Modellversuch zur Infektionsausbreitung durch.