MINT: Willkommen im Fachbereich

In dieser Unterrichtssequenz für den Anfangsunterricht in Chemie lernen die Schülerinnen und Schüler die chemische Reaktion und ihre Bedeutung kennen. Anhand kleiner Versuche erkennen sie den Unterschied zwischen der chemischen Reaktion und dem physikalischen Vorgang.Die Schülerinnen und Schüler planen in dieser Unterrichtsstunde für den Chemie-Unterricht der Sekundarstufe I ausgehend von zwei einfachen Aufgaben Experimente, die sie anschließend durchführen. Dabei beschreiben sie die Aggregatzustände von Stoffen und erkennen sie, dass es Vorgänge gibt, die sich leicht rückgängig machen lassen, während das bei anderen nicht so einfach beziehungsweise gar unmöglich erscheint. Im Unterrichtsgespräch und begleitendem Informationstext erarbeiten sie in diesem Zusammenhang die Fachbegriffe "chemische Reaktion" und "physikalischer Vorgang". Im Sinne der individuellen Förderung durch Binnendifferenzierung im Fach Chemie stehen Arbeitsblätter mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden zur Verfügung. Die Unterrichtssequenz eignet sich für den Anfangsunterricht in Chemie und kann durch die weiteren Einheiten zum Thema Feuer und Verbrennung wie Voraussetzungen für ein Feuer , Feuer löschen , Verbrennungsprodukte nachweisen und Was ist eine Flamme? fortgeführt werden. Das Thema "Chemische Reaktion erkennen" im Unterricht Im Anfangsunterricht Chemie der Sekundarstufe I geht es zunächst gar nicht um "wirkliche" Chemie, sondern eigentlich eher um Physik: Stoffeigenschaften und Trennverfahren. Diese bilden die Grundlage für das Verständnis der chemischen Reaktion als Stoffumwandlung. Im Kontext Feuer und Verbrennung wird das Basiskonzept chemische Reaktion schnell deutlich ausdifferenziert. Es macht daher Sinn, ein Grundverständnis für die chemische Reaktion schon vorher zu schaffen und die Kenntnisse aus den vorhergegangenen Unterrichtseinheiten dafür zu nutzen. Vorkenntnisse Die Lernenden kennen den Begriff "Stoff" und können Eigenschaften von Stoffen wie ihren Aggregatzustand benennen und untersuchen. Sie kennen verschiedene Trennverfahren. Die Kenntnis der Sicherheitsregeln im Chemieraum wird vorausgesetzt. Didaktische Analyse Zwei ganz alltägliche Vorgänge (Eis schmelzen und Streichholz verbrennen) werden zu Beginn genauer unter die Lupe genommen. Dadurch können die Lernenden einen entscheidenden Unterschied zwischen ihnen erkennen, wodurch die Einführung eines neuen Begriffs (chemische Reaktion) sinnvoll wird. Durch andere Beispiele die grundlegende Bedeutung der chemischen Reaktion anschießend gesichert. Methodische Analyse In den Versuchen in Stammgruppen können die Lernenden ihre Ideen und ihr Wissen teilen und (hoffentlich) ein motivierendes Erfolgserlebnis haben. Die Einführung des neuen Fachbegriffs und Basiskonzepts "Chemische Reaktion" erfolgt im Unterrichtsgespräch und durch einen Text. Zur Vertiefung dient ein Arbeitsblatt, das in Einzelarbeit gelöst wird. Während dieser Phase erhalten die Lernenden direkte Unterstützung durch die Lehrkraft, wenn nötig. Umgang mit Fachwissen Die Schülerinnen und Schüler grenzen Stoffumwandlungen als chemische Reaktionen von physikalischen Veränderungen ab. festigen ihr Wissen zum Thema Aggregatzustand. Kommunikation Die Schülerinnen und Schüler übernehmen bei Versuchen in Kleingruppen Initiative und Verantwortung verteilen, Aufgaben fair und erfüllen diese im verabredeten Zeitrahmen.

Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit den "Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie", einem von mehreren Themen, mit denen Albert Einstein im Jahr 1905 - auch sein "annus mirabilis" genannt - die Welt der Physik völlig verändert hat. Seine revolutionären Gedanken und Überlegungen zu verschiedenen Bereichen der Physik haben die bis dahin geltenden Gesetzmäßigkeiten teilweise auf den Kopf gestellt. Bis zum heutigen Tag sind Einsteins Erkenntnisse für viele Menschen nur schwer zu verstehen, auch wenn sie in Teilen mit mathematischen Grundkenntnissen gut nachvollziehbar sind.Ausgehend von Einsteins Postulaten - dem Relativitätsprinzip und dem Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit - werden die Schüler und Schülerinnen in Gedankenbeispielen auf die Gesetzmäßigkeiten der Speziellen Relativitätstheorie hingeführt. Dabei werden die unter den Namen Zeitdilatation und Längenkontraktion bekannten Gesetze detailliert hergeleitet. Geeignete Übungsaufgaben ergänzen die Theorie und zeigen, dass teilweise schwer verständliche Zusammenhänge Realität sind, auch wenn davon im Alltagsleben nichts zu spüren ist. Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie Die revolutionären Erkenntnisse von Albert Einstein waren die Grundlage, um die bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts geltenden Erkenntnisse der Physik auf den Prüfstand zu stellen. Insbesondere die Spezielle Relativitätstheorie macht es möglich, dass wir heute ganz selbstverständlich mit einem Navigationssystem im Auto unterwegs sind, das uns mit großer Präzision an unser Ziel bringt. Vorkenntnisse Vorkenntnisse von Lernenden können nur insoweit vorausgesetzt werden, dass der Name Albert Einstein bekannt und mit komplizierten und revolutionären Veränderungen in der Physik verbunden ist. Konkrete Kenntnisse sind jedoch nicht zu erwarten, weil das zugehörige physikalischen Wissen selbst im Rahmen der gymnasialen Oberstufe nur eingeschränkt vermittelt werden kann. Didaktische Analyse Die Erkenntnisse aus der Speziellen Relativitätstheorie können den Lernenden in Form von einfach gehaltenen Beispielen gut vermittelt werden. So können die Vorgänge bei hohen Relativgeschwindigkeiten - beispielsweise in Beschleunigeranlagen - ebenso gut eingeordnet werden wie bei hypothetischen Reisen zu fernen Sternen oder Galaxien. Methodische Analyse Einfache und etwas schwierigere Übungsaufgaben sollen die zunächst nicht gerade leicht zu verstehenden Zusammenhänge bei der Speziellen Relativitätstheorie den Schülerinnen und Schülern näherbringen. Ein tieferes Einsteigen in die komplizierte Thematik setzt ein hohes Maß an mathematischen Kenntnissen voraus, die am Gymnasium nur eingeschränkt vermittelt werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die Zusammenhänge bei der Speziellen Relativitätstheorie. können die Begriffe "Zeitdilatation" und "Längenkontraktion" beschreiben und herleiten. können die Bedeutung der Speziellen Relativitätstheorie für die Entwicklung technischer Großprojekte einordnen. 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 auseinander 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 dieser Unterrichtseinheit erkunden die Schülerinnen und Schüler das faszinierende Ökosystem Wald und erkennen die Zusammenhänge zwischen Wäldern, dem Klima und uns Menschen. Dabei gehen die Texte und Aufgaben auf Ereignisse wie die verheerenden Waldbrände der letzten Sommer in Deutschland und Brasilien ein, auf das auch in den Medien viel diskutierte Thema "Waldsterben 2.0", auf aktuelle (klima-)politische Entwicklungen in Deutschland und weltweit sowie auf Aktionen und Bewegungen zum Wald- und Klimaschutz wie Fridays for Future. Über debatten- und handlungsorientierte Unterrichtsimpulse werden Werte der Nachhaltigkeit vermittelt, die Jugendlichen werden zum Nachdenken und Diskutieren angeregt und es werden Möglichkeiten für eigenes Handeln erarbeitet. Wälder sind neben den Weltmeeren die artenreichsten, produktivsten und wertvollsten Lebensräume der Erde. Sie erzeugen Sauerstoff, binden Kohlenstoff und regulieren als "grüne Lunge" unseres Planeten das Klima. Die Bilder von gerodeten und brennenden Wäldern – zuletzt etwa von den verheerenden Waldbränden im Amazonas-Regenwald – begegnen uns immer häufiger in den Nachrichten und lassen sicher auch Ihre Schülerinnen und Schüler nicht kalt. Warnungen vor Waldbrandgefahr, etwa aufgrund von extremer Hitze und Dürre, kennen sie inzwischen nicht nur aus südlichen Urlaubsländern, sondern auch aus den Wäldern in ihrer unmittelbaren Umgebung – und das nicht etwa nur im Sommer! Auch den Bäumen in unseren Gärten und Parks sieht man an, dass sie unter dem Klimawandel leiden; viele von ihnen sind in den letzten beiden Hitzesommern gestorben. Inzwischen wird gar von einer "Jahrhundertkatastrophe" und einem "Waldsterben 2.0" gesprochen. Obwohl längst bekannt ist, wie wichtig Wälder – besonders der Amazonas-Regenwald – sind, wird weltweit alle drei Sekunden eine Waldfläche von einem ganzen Fußballfeld zerstört! Trotz zahlreicher Zertifikate und Abkommen konnte der Raubbau am Amazonas-Regenwald bisher nicht gestoppt werden. Auch wir in Europa tragen mit unserem Konsumverhalten zur Zerstörung des Regenwaldes bei – beispielsweise mit unserem Konsum von Fleisch und anderen tierischen Produkten, dem Kauf von Möbeln, Papier oder Grillkohle aus Tropenhölzern oder mit der Verwendung von Produkten, die Palmöl enthalten, das nicht ökologisch und sozial vertretbar produziert wurde. Dass und wie Waldzerstörung und Klimawandel – und im Umkehrschluss auch Waldschutz und Klimaschutz - sich gegenseitig begünstigen, dafür schafft das Bildungsmaterial in dieser Unterrichtseinheit Bewusstsein und Verständnis. Medienpräsente Themen sowie aktuelle Entwicklungen werden aufgegriffen und deren Hintergründe werden verständlich erklärt. Die Schülerinnen und Schüler werden zudem mit einer Auswahl weiterführender Links zur eigenen Recherche angeregt, und ihnen werden Handlungsoptionen zur Problemlösung aufgezeigt. Mit der Aktionsmappe "Wälder – von unseren heimischen Wäldern zum Amazonas-Regenwald" möchte Greenpeace Lehrkräften und ihren Lerngruppen Anregungen bieten, sich mit Wäldern und dem Klimawandel nicht nur inhaltlich zu beschäftigen, sondern im Sinne einer Bildung für nachhaltige Entwicklung auch selbst für den Wald- und Klimaschutz aktiv zu werden. Mehr Informationen dazu finden Sie im Themendossier . Didaktische Hinweise Was bedroht die Wälder in Deutschland und im Besonderen? Und welche Verantwortung tragen wir in Europa – auch für den Regenwald im Amazonas-Becken? Was kann jeder und jede Einzelne von uns für den Erhalt und Schutz der Wälder tun, und ist eine ökologisch und sozial verantwortliche wirtschaftliche Nutzung des Regenwaldes überhaupt möglich? Mit diesen und weiteren Fragen setzen sich Ihre Schülerinnen und Schüler bei der Beschäftigung mit der Aktionsmappe "Wälder – von unseren heimischen Wäldern zum Amazonas-Regenwald" auseinander. So werden die Jugendlichen dazu angeregt, sich ihrer eigenen Verantwortung für den Schutz der Wälder bewusst zu werden und diese Erkenntnis in verantwortungsbewusstes Handeln zu übertragen. Ausgehend von einem Überblick über unterschiedliche Arten von Wäldern weltweit setzt die Aktionsmappe einen Fokus auf heimische Wälder (Aktionsblatt 1) und den Amazonas-Regenwald (Aktionsblätter 2 bis 4). Inhaltliche Schwerpunkte sind dabei Wälder als komplexe Ökosysteme, Bedrohungen, denen Wälder ausgesetzt sind, sowie konkrete Maßnahmen zum Erhalt und Schutz der Wälder. Abschließend werden die Zusammenhänge zwischen Wäldern und Klima vertiefend betrachtet, wobei ein inhaltlicher Schwerpunkt auch auf der nationalen und internationalen Klimapolitik liegt (Aktionsblatt 5). Methodische Hinweise Die Aktionsblätter verfolgen einen debattenorientierten Ansatz. Zum Themenbereich Wald werden unterschiedliche Richtungen im öffentlichen Diskurs ausgewogen dargestellt und so zur vertieften Auseinandersetzung mit dem Thema sowie zur Diskussion angeregt. So sollen die Schülerinnen und Schüler dazu befähigt werden, sich auf dieser Grundlage ihr eigenes, begründetes Urteil zu bilden. Darüber hinaus wird ein (auch fächerübergreifender) handlungsorientierter Ansatz verfolgt: Die Schülerinnen und Schüler werden zum Beispiel zu eigenen Aktionen angeregt und sollen dabei möglichst auch selbst in den Wald gehen. Hinweise zu den Arbeitsaufträgen Alle Arbeitsaufträge können ohne spezifische fachliche Vorkenntnisse bearbeitet werden. Die zur Bearbeitung der Aufgaben nötigen inhaltlichen Informationen finden sich in den Informationstexten auf den Aktionsblättern beziehungsweise unter den in den Arbeitsaufträgen angegebenen Internet-Quellen. Die angegebenen Links sollen dabei der Orientierung Ihrer Schülerinnen und Schüler bei der Informationsrecherche dienen und können natürlich um weitere Informationsquellen ergänzt werden. Die Arbeitsaufträge decken die Anforderungsbereiche I (Reproduktionsleistungen), II (Reorganisations- und Transferleistungen) und III (Reflexion und Problemlösung) ab und sind dabei in die Kategorien leicht, mittel und schwer unterteilt. So können Sie zur inneren und äußeren Differenzierung je nach Alter und Lernstand Ihrer Schülerinnen und Schüler die jeweils passenden Aufgaben auswählen beziehungsweise – im Sinne einer Förderung der Selbstkompetenz – von den Lernenden selbst auswählen lassen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass Wälder komplexe Ökosysteme sind, in denen Bäume ein soziales Miteinander leben. erarbeiten sich Hintergrundwissen über verschiedene Waldarten in den unterschiedlichen Klimazonen unseres Planeten. befassen sich mit den Tieren, Pflanzen und indigenen Völkern, die im Amazonas-Regenwald beheimatet sind. erkennen die Bedeutung von Wäldern als "grüne Lunge" unseres Planeten und damit für unser gesamtes Ökosystem. werden mit unterschiedlichen Bedrohungen für unsere heimischen Wälder und den Amazonas-Regenwald konfrontiert, befassen sich vertiefend damit und erkennen den Einfluss unserer Lebensweise auf die Zerstörung der Wälder. erkennen die Zusammenhänge zwischen Wäldern und dem Klimawandel, entwickeln Maßnahmen zum Schutz der Wälder sowie des Klimas und informieren andere darüber. setzen sich für den Wald- und Klimaschutz ein und animieren ihre Schulgemeinschaft und ihr Umfeld, sich ebenfalls zu engagieren.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Kraft erleben und experimentieren Schülerinnen und Schüler mit ihren Stühlen: Sie bewegen sich und die Stühle, lassen sie "tanzen" und erschließen sich darüber, wie sich Kraft im physikalischen Sinn konzeptualisieren und systematisch abbilden lässt.In dieser Unterrichtseinheit für den Physik-Unterricht sollen die Wechselwirkungen von Kräften erfahrbar gemacht werden. Die Einheit dient der Einführung in das physikalische Konzept von Kräften mittels körperlicher Erfahrung. Zur Beschreibung der Kräfte werden Vektoren eingeführt, um somit Angriffspunkt, Richtung und Stärke von Kräften zu veranschaulichen. Die Unterrichtseinheit ist im Rahmen von Generation K entstanden, einem Programm zur kulturellen Schulentwicklung in Rheinland-Pfalz. Dort setzen Kunstschaffende gemeinsam mit Lehrkräften Unterricht um. Dafür wurden sie nach dem Prinzip von Learning Through The Arts (LTTA) fortgebildet. Sie können diese Einheit auch als einzelne Lehrkraft umsetzen; hilfreich ist eine Affinität zu Ausdruckstechniken und kreativen Spielweisen des zeitgenössischen Tanzes. Das Thema Kraft im Unterricht: Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler haben idealerweise bereits Erfahrungen mit Vektoren aus dem Themenbereich "Geschwindigkeit von Körpern". Außerdem kennen sie die verschiedenen Wirkungen von Kräften. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler erfahren gezielt einzelne Kräfte, erleben ihr Zusammenspiel und die Komplexität. Auf diesem Phänomen aufbauend wird eine analytische Notwendigkeit physikalischer Konzepte zum Thema Kraft begreifbar. Die künstlerische Ebene soll die Schülerinnen und Schüler darin unterstützen, sich niederschwellig an die abstrakte Welt der physikalischen Konzepte anzunähern. Sie schafft einen sinnlichen Anreiz, um sich abstrakt damit auseinanderzusetzen. Das Thema selbst erscheint während der ersten Hälfte der Einheit stellenweise fast als ein Randphänomen, um die Schülerinnen und Schüler im körperlichen, experimentellen Modus gewähren zu lassen. Methodische Analyse Der Einsatz künstlerischer Methoden dient dazu, Unterrichtsinhalte erlebbar und gestaltbar zu machen. Künstlerische Verfahrensweisen und Gestaltungsaufgaben erzeugen Räume oder sind von vorne herein als Erkenntniswege vorbereitet, um eher erlebnisferne Konzepte der persönlichen Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler nahe zu bringen. Die direkte Übersetzung eines Themas ist dabei eher zweitrangig. Der Künstler beziehungsweise die Künstlerin sowie die Lehrkraft arbeiten von zwei Seiten auf ein bestimmtes Lernziel hin. Die Erfahrungen zeigen, dass sich die eigenständige Gestaltung und Beobachtung der zugrundeliegenden Parameter (wie hier Stärke und Richtung der Kraft) durch die Schülerinnen und Schüler positiv darauf auswirkt, das Interesse der Lernenden zu wecken. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfahren die Wechselwirkung von Kräften und können diese mithilfe von Vektoren beschreiben. erproben künstlerische Gestaltung und Prinzipien kreativer Verdichtung sowie einzelne Verfahren zur künstlerischen Verdichtung. können persönliche Vorlieben und Ausdrucksstärken gezielt zum Einsatz bringen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler besprechen und gestalten gemeinsame Ideen. überprüfen die persönliche Haltung und bringen sie in den kreativen Diskurs ein. trainieren, Ergebnisse zu präsentieren, Feedback zu bekommen und zu geben.

Diese Einheit für den Mathematik-Unterricht zeigt auf, wie Schülerinnen und Schüler mittels sinnlich-visueller Methoden an das Multiplizieren von Brüchen herangeführt werden können. In diesem Fall wird ein aus 32 Einzelstücken bestehendes Ganzes immer weiter geteilt (also jeweils mit ½ mal genommen): Aus einem Halben wird ein Viertel, wird ein Achtel, ein Sechzehntel und so weiter. Dieses Teilen und Verkleinern wird von den Schülerinnen und Schülern selbst ausgeführt, mit dem eigenen Körper erlebt und schließlich reflektiert und präsentiert. Bruchrechnen ist für viele Schülerinnen und Schüler ein abstraktes Feld, das oft nichts mit der eigenen sinnlichen oder körperlichen Erfahrung zu tun hat. Der kreative Zugang zum Lerngegenstand ermöglicht es, die abstrakten Vorgänge der Mathematik mit dem eigenen Körper auf sinnliche Weise erfahrbar und erlebbar zu machen. Dies löst Blockaden, ermöglicht angstfreies, lustbetontes und ganzheitliches und damit nachhaltiges Lernen und die Bezugnahme auf die eigene Person. Didaktische Analyse Die Thematik Bruchrechnen ist für viele Schülerinnen und Schüler ein abstraktes Feld, das oft nichts mit der eigenen sinnlichen oder körperlichen Erfahrung zu tun hat. Da die Lernenden in lockerer und angstfreier Atmosphäre besser lernen, wird das Thema zunächst nicht benannt. Stattdessen finden die Lernenden eine mit Farben, Musik und weiteren Teilnehmenden veränderte Raumsituation vor. Spielerisch gehen sie zunächst mit dem Teilen ihrer eigenen 32er-Gruppe und dann mit dem Teilen der Decken um. Hierbei wird es immer kleinteiliger und endet schließlich im Zusammenschieben der Gruppentische zur gemeinsamen Arbeit und dem Transfer des Erlebten auf den Arbeitsauftrag (vom Körper in die Hände in den Kopf), um schließlich in Form einer Präsentation vor der ganzen Klasse vorgestellt zu werden. Methodische Analyse Das Erlebnis kreativer Unterrichtspraxis ermöglicht es, die abstrakten Vorgänge der Mathematik mit dem eigenen Körper auf sinnliche Weise erfahrbar und erlebbar zu machen. Dies löst Blockaden, ermöglicht angstfreies, lustbetontes und ganzheitliches und damit nachhaltiges Lernen sowie die Bezugnahme auf die eigene Person. Hier arbeiten Lehrkraft und Künstlerin beziehungsweise Künstler an der Umsetzung eines Unterrichtsziels mit unterschiedlichen, sich ergänzenden und ineinandergreifenden Methoden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen auf spielerisch-kreative Weise erste Bruchrechnungen durch. lernen den Transfer vom affektiven Erleben zum kognitiven Verstehen (Abstraktion). lernen Formen des interdisziplinären Arbeitens kennen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stimmen kreative Prozesse in Kooperation mit anderen Personen ab und gestalten sie gemeinsam. kommunizieren in kürzester Zeit nonverbal oder verbal miteinander und treffen gemeinsame Entscheidungen in der Gruppe. geben sich gegenseitig wertschätzende Rückmeldungen. präsentieren ihre Ergebnisse vor einer größeren Gruppe.

In dieser Unterrichtseinheit zu Vulkanen auf dem Mars und auf der Erde vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen über Maßstäbe und Verhältnisse, lernen Vulkanbauten kennen und tauschen sich über Forschungsmöglichkeiten und Forschungsfragen aus.Die Unterrichtseinheit "Berge auf Mond und Erde" wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. In der Übungsreihe "Vulkane auf Mars und Erde" lernen die Schülerinnen und Schüler in Einzel- und in Gruppenarbeit, Parallelen und Unterschiede zwischen Vulkanen auf der Erde und auf dem Mars zu erkennen und zu berechnen. Sie vertiefen dabei ihr Gefühl für Maßstäbe und Maßeinheiten. Sie lernen außerdem, wie sie unterschiedliche Objekte maßstabsgetreu und in korrektem Größenverhältnis zueinander zeichnen können. Die Unterrichtsmaterialien der Einheit sind optimal an die deutschen Geographie-Lehrpläne angepasst und fördern zusätzlich sowohl Rechen- als auch Lese-, Schreib und Kommunikationskompetenzen. Die Materialien können sowohl im Unterricht als auch als Hausaufgabe eingesetzt und anschließend im Plenum in einer Diskussionsrunde besprochen werden. Für die Bearbeitung des Arbeitsblattes sollten die Schülerinnen und Schüler das Rechnen mit Maßstäben aus der fünften und sechsten Klasse kennengelernt haben.Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihr Wissen über Maßstäbe und Verhältnisse. verstehen die Erde als Teil eines größeren Systems. lernen die unterschiedlichen Vulkanbauten und ihre Eigenschaften kennen. begreifen den Einfluss der Gravitation. identifizieren Georisiken auf der Erde und Forschungsmöglichkeiten auf dem Mars. tauschen sich über Forschungsmöglichkeiten und Forschungsfragen aus.

Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit der Strahlentherapie in der Krebsmedizin - einem immer wichtiger werdenden Bereich der modernen Tumortherapie neben der Operation und der Chemotherapie. Der Vergleich von verschiedenen Behandlungsmethoden wird den Lernenden dabei helfen, die Möglichkeiten und Gefahren der Strahlentherapie besser einschätzen zu können.Die extremen Fortschritte in der Strahlentherapie sind den Erkenntnissen der modernen Physik geschuldet. So können heute neben den klassischen Bestrahlungsmethoden wie Gamma- und Röntgenstrahlen in vielen Fällen neue Methoden wie Protonen- und Schwerionentherapie angewendet werden. Die Gefährlichkeit von Strahlung, ausgehend von einem Zuviel an Sonnenstrahlen bis hin zu radioaktiven Strahlen, ist unbestritten und muss den Schülerinnen und Schülern in aller Deutlichkeit vor Augen geführt werden. Dennoch sollte zu Beginn dieser Unterrichtseinheit das Für und Wider von Strahlung ausführlich diskutiert werden, da neben ihrer Gefährlichkeit die heilende Wirkung als manchmal einzige Möglichkeit zur Gesundung nach einer schweren Erkrankung in der Öffentlichkeit wenig bekannt ist. Die Unterrichtseinheit ist für den Unterricht im Fach Physik konzipiert (mit Anknüpfungspunkten an das Fach Biologie). Sie richtet sich an Schülerinnen und Schüler in der Sekundarstudarstufe II. Strahlentherapie in der Krebsmedizin Neben der Operation und der Chemotherapie wird die Strahlentherapie in der Behandlung von entarteten Tumoren immer wichtiger, insbesondere bei schwer zugänglichen und deshalb oft nicht mehr operierbaren Tumoren. Gerade in diesen Fällen können die modernen Methoden der Protonen- und Schwerionentherapie Therapieerfolge bringen, die mit anderen Methoden nicht möglich sind. Über die Physik der Beschleunigung von Protonen und Ionen in entsprechenden Beschleunigeranlagen in dafür spezialisierten Instituten sollten die Lehrkräfte gut Bescheid wissen, um auf Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können. Vorkenntnisse der Schülerinnen und Schüler Grobe Vorkenntnisse der Lernenden können dahingehend vorausgesetzt werden, dass die permanente Diskussion über die Gefährlichkeit von Hautkrebs durch intensive Sonnenbestrahlung ihnen bekannt sein sollte. Konkrete Kenntnisse sind jedoch nicht zu erwarten, weil neben dem physikalischen Wissen über die verschiedenen Formen von Strahlung auch chemische und biologische Kenntnisse nötig sind, um die Vorgänge in den organischen Zellen beschreiben zu können. Didaktische Analyse Bei der Besprechung der verschiedenen Formen einer Strahlentherapie muss intensiv auf "Fluch und Segen" von Bestrahlung eingegangen werden. Jede Art von Strahlung, die unkontrolliert den Menschen trifft, ist grundsätzlich gefährlich und in den meisten Fällen gesundheitsschädlich. Gleichzeitig führen aber die immer stärker verfeinerten Methoden der modernen Strahlentherapie zu großen Fortschritten in der Behandlung von erkrankten Menschen. Methodische Analyse Das Thema Strahlenmedizin im Kontext mit den vielen Möglichkeiten von Strahlung, denen der Mensch in Form von natürlicher und künstlicher Strahlung ausgesetzt ist, sollte die Lernenden sehr interessieren und auch sensibilisieren. Beispiele, Berechnungen und Vergleiche in Form von Übungsaufgaben können zeigen, wie intensiv in Abhängigkeit von der entsprechenden Erkrankung einzelne Organe und Tumore bestrahlt werden müssen beziehungsweise können - und dass Erkrankte in vielen Fällen trotzdem wieder gesund werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die gesundheitlichen Gefahren und den Nutzen der unterschiedlichen Strahlentherapieverfahren einschätzen. kennen die unterschiedlichen Wirkmechanismen ionisierender Strahlung auf gesundes und entartetes menschliches Gewebe. wissen um die Fortschritte in der modernen Protonen- und Ionentherapie mit bestmöglicher Schonung des gesunden Gewebes 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 et cetera reflektiert und wertfrei diskutieren zu können.

In der Unterrichtseinheit "Umgang mit dem Gasbrenner: der Gasbrenner-Führerschein" lernen die Schülerinnen und Schüler in den ersten Stunden des Chemie-Unterrichts den sicheren Umgang mit dem Gasbrenner, indem sie die Bauteile vom Teclu-Brenner oder Bunsenbrenner benennen und Schritt für Schritt an das Entzünden herangeführt werden.Im Chemie-Anfangsunterricht der Sekundarstufe I starten die Lernenden oft mit der Hoffnung auf spannende Experimente und aufregende Unterrichtssituationen. Um die Motivation zu erhalten und gleichzeitig von Anfang an das sichere Arbeiten und die Selbstständigkeit bei Versuchen zu trainieren, bietet es sich an, zuerst den Umgang mit dem Gasbrenner zu erlernen. Dieses Unterrichtsmaterial eignet sich daher für die ersten Stunden im Chemie-Unterricht, in denen die Schülerinnen und Schüler relevante Sicherheitsregeln kennenlernen müssen, bevor sie die ersten Experimente durchführen können. Als Einführung in das Fach Chemie erarbeiten die Lernenden dabei zunächst je nachdem, welches Gerät im Unterricht verwendet wird, die Bauteile vom Teclu-Brenner oder auch vom Bunsenbrenner, bevor sie Stück für Stück an das Entzünden des Gasbrenners herangeführt werden, das die schließlich in einer abschließenden Prüfung für den Gasbrenner-Führerschein unter Beweis stellen. Zum Abschluss der Einheit ist es für die Lernenden damit selbstverständlich, dass sie beim Experimentieren beispielsweise Schutzbrillen tragen, lange Haare zusammenbinden, den Tisch vorab aufräumen und den Gasbrenner kippsicher aufstellen. Das Thema "Umgang mit dem Gasbrenner: der Gasbrenner-Führerschein" im Unterricht Bei vielen Versuchen im Chemie-Unterricht wird der Gasbrenner benötigt, wenn auch nur oft sehr kurz. Es ist daher sinnvoll, wenn die Lernenden den Gasbrenner ganz selbstverständlich und ohne Berührungsängste nutzen können. Durch dieses Unterrichtsmaterial zum Umgang mit dem Gasbrenner haben die Schülerinnen und Schüler Gelegenheit, die Arbeit mit dem Gasbrenner oder auch Bunsenbrenner zu trainieren, relevante Sicherheitsregeln kennenzulernen und das selbstständige Arbeiten in ihrer Stammgruppe zu üben. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten die allgemeinen Sicherheitsregeln für den Chemie-Raum kennen. Didaktische Analyse Zum Einstieg schauen die Lernenden sich den Gasbrenner genau an und finden heraus, welche Bauteile beweglich sind, wie man sie bewegt und was dabei passiert. Sie stellen erste Vermutungen über die Aufgaben der Bauteile an. Da es noch nicht darum geht, den Gasbrenner anzuzünden, können alle Lernenden unbefangen arbeiten. Anschließend werden die Bezeichnungen und Bauteile vorgestellt, durch die Lernenden zugeordnet und die Aufgaben kurz zusammengefasst. Ein erstes, von der Lehrkraft begleitetes, Anzünden kann an dieser Stelle des Unterrichts bereits erfolgen, um zunächst die Erwartung der Lernenden zu befriedigen. Bevor die Lernenden den Gasbrenner selbstständig anzünden dürfen, erarbeiten sie sich die Abläufe vor dem Anzünden und beim Löschen. Anhand dieser wird der richtige Umgang mit dem Gasbrenner geübt. Zum Schluss zeigen die Lernenden bei einer praktischen Prüfung, dass sie den Gasbrenner vorschriftsmäßig anzünden können und erhalten dafür den "Gasbrenner-Führerschein", die Bestätigung ihrer neu erworbenen Kenntnisse und Belohnung zugleich. Methodische Analyse Die Arbeit in der Gruppe oder in Partnerarbeit führt dazu, dass die Lernenden etwaige Berührungsängste nach und nach abbauen. Die Gruppe kann Hilfestellung beim Umgang mit dem Gasbrenner geben und ermutigen. In Erarbeitungsphasen können unsichere Lernende sich zuerst in der Gruppe oder beim Partner rückversichern, bevor sie ihre Ergebnisse im Plenum vorstellen. Die praktische Prüfung am Schluss verdeutlicht den Lernenden die Relevanz dieser Unterrichtssequenz und motiviert zum Mitmachen. Erkenntnisgewinnung Die Schülerinnen und Schüler beobachten Phänomene nach vorgegebenen Kriterien. stellen Untersuchungsmaterialien nach Vorgaben zusammen und nutzen sie unter Beachtung von Umwelt- und Sicherheitsaspekten. Kommunikation Die Schülerinnen und Schüler finden Informationen zu vorgegebenen Begriffen in ausgewählten Quellen und fassen sie angemessen zusammen. arbeiten mit einer Partnerin, einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig. beachten unterschiedliche Sichtweisen. Fachwissen Die Schülerinnen und Schüler können Fachbegriffe angemessen und korrekt verwenden.

In dieser Unterrichtseinheit zu Maßstab und Verhältnis üben die Schülerinnen und Schüler, die für eine Aufgabenstellung wichtigen Informationen aus einem Text zu gewinnen, und berechnen dann, wie groß der Mount Everest und der Mons Huygens sind, bevor sie die beiden Berge miteinander vergleichen und in ein Verhältnis zueinander setzen. Die Unterrichtseinheit "Berge auf Mond und Erde" wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Das Arbeitsmaterial ist optimal an die deutschen Mathematik-Lehrpläne für die Jahrgangsstufen 5 und 6 angepasst. Es kann sowohl im Unterricht als auch als Hausaufgabe eingesetzt werden. Für die Bearbeitung des Arbeitsblattes sollten die Schülerinnen und Schüler über grundlegendes Wissen zum Thema Maßstab und zum Rechnen mit Verhältnissen verfügen. Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihr Wissen über Maßstäbe und Verhältnisse. üben schriftliche Rechenverfahren. verstehen, dass die Erde Teil eines größeren Systems ist. lernen unterschiedliche Entstehungsarten von Bergen kennen.