MINT: Willkommen im Fachbereich

In dieser Unterrichtseinheit für den fächerverbindenden Unterricht in den Naturwissenschaften und Kunst beziehungsweise Werken analysieren die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung von Schutzräumen auf der Erde und im Weltall. Sie vergleichen die Umweltbedingungen auf der Erde und auf dem Mond und entwerfen einen eigenen Schutzraum für den Mond. Die European Space Agency (ESA) arbeitet an neuen Missionen zum Mond, um die dortige Umwelt zu erforschen und neue Technologien zu entwickeln, die eines Tages bei der Etablierung einer Mondbasis helfen könnten. Vielleicht werden schon in den nächsten zwei Jahrzehnten Astronauten auf dem Mond leben. In der Projektreihe "Mond-Unterschlupf: Schutzräume auf der Erde und im All" analysieren die Schülerinnen und Schüler, wie wichtig es ist, Schutzräume auf der Erde und im Weltraum zu haben. Sie vergleichen die Umweltbedingungen auf der Erde und auf dem Mond und entwerfen einen eigenen Schutzraum für den Mond. Diesen können sie dann aus Materialien, die mit dem Mondboden vergleichbar sind, nachbauen. Altersklasse : 8- bis 12-Jährige Material : Arbeitsblätter Schwierigkeitsgrad : mittel benötigte Unterrichtszeit : insgesamt 90 Minuten Durchführungsort : Klassenzimmer benötigte Materialien : Bastelmaterial (wie Sand, Lehm, Schaumstoff, Plastik, Ballons) Kosten pro Klasse : gering (0-10 Euro) Thematischer Hintergrund: Leben auf dem Mond Der Weltraum außerhalb unseres Heimatplaneten ist eine extrem feindselige Umgebung für den Menschen. Im Gegensatz zur Erde hat der Mond keine Atmosphäre (er befindet sich im Vakuum), das heißt, es gibt keine Luft zum Atmen. Darüber hinaus besteht wegen der mangelnden Atmosphäre nicht einmal Schutz vor der Kollision mit kleinsten Meteoroiden (wie Staub und Gestein, die im gesamten Sonnensystem vorhanden sind) oder vor der schädlichen Strahlung der Sonne. Ein Tag auf dem Mond dauert 27,3 Erdtage. Es gibt also immer 14 Tage Tageszeit, gefolgt von 14 Tagen Nachtzeit. Die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht sind extrem. Die Temperatur kann je nach Standort tagsüber bei +123 °C und bis zu -233 °C in der Nacht liegen. Der Bau einer Infrastruktur auf dem Mond würde bedeuten, dass viele Materialien von der Erde genommen werden müssten, was enorme Transportkosten bedeuten würde. Daher untersuchen Ingenieure neue Bautechniken, zum Beispiel den 3D-Druck mit lokalen Materialien wie Mondboden (Regolith). Methodische Hinweise In dieser Unterrichtseinheit untersuchen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Schutzräume auf der Erde und stellen sich vor, wie ein zukünftiger Schutz auf dem Mond aussehen könnte. Die Aufgaben und Übungen bieten eine Einführung in die Umweltbedingungen auf dem Mond und vergleichen sie mit den Bedingungen, die auf unserer Erde herrschen. Die Schülerinnen und Schüler erfassen die Bedeutung der Erdatmosphäre und die Herausforderungen der Weltraumforschung. Vertiefende methodische Hinweise finden Sie im Dokument mondunterschlupf-schutzraeume-erde-all-alle-materialien.pdf, das am Ende dieser Seite kostenlos heruntergeladen werden kann. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Bedeutung von Zufluchtsorten für den Schutz vor der Umwelt. stellen eine Beziehung zwischen Umweltbedingungen und bekannten Unterschlupfarten her. verstehen, dass die Atmosphäre für das Leben auf der Erde wichtig ist. erkennen, dass die Erde und der Mond sehr unterschiedliche Umweltbedingungen haben. führen die Identifikation einiger notwendiger Merkmale eines Schutzraums auf dem Mond durch. bauen die Fähigkeit aus, in einer Gruppe zu arbeiten und kreativ zu denken.

In der Unterrichtseinheit "Upcycling im Sachunterricht: physikalische Grundlagen an Plastiktüten" basteln die Lernenden einen kleinen Heißluftballon aus einer Mülltüte, lernen physikalische Grundlagen kennen und verstehen die Umweltschädlichkeit von Plastikmüll. In Deutschland werden pro Jahr 2,4 Milliarden Plastiktüten verbraucht. Das sind etwa 4500 Stück pro Minute. Dazu werden 47000 Tonnen Kunststoff benötigt, der aus Erdöl hergestellt wird. Legt man die Plastiktüten aneinander, könnte man damit 18 Mal den Äquator umrunden. Erschreckend ist dabei: Nur ein Bruchteil der Tüten werden recycelt . Der Rest wird weggeworfen, verschmutzt Straßen, Gewässer und Grünflächen. Werden die Tüten verbrannt, gelangt das klimaschädliche Kohlendioxid in die Luft. Einwegtüten aus biologisch abbaubaren Kunststoffen sind auch nicht unbedingt umweltfreundlicher. Die Umwelthilfe kritisierte, die überteuerten Tüten seien mit gängigen Verfahren nicht kompostierbar. Zudem wird vor neuen Mais-Einöden wegen des Stärkebedarfs gewarnt. Die bessere Alternative zur Plastiktüte ist eine selbst gefaltete Tüte aus Papier! Mit diesem Unterrichtsmaterial werden die Lernenden bereits in der Grundschule für das Thema "Umweltverschmutzung durch Plastikmüll" sensibilisiert. Sie werden damit zu Nachhaltigkeit und verantwortungsvollem Umgang mit der Natur angeregt, um zum Beispiel durch Upcycling ein Stück weit zur Klimarettung beizutragen. Die Lernenden stellen durch Videos angeleitet einen Heißluftballon aus einem Müllbeutel sowie eine Abfalltüte aus Papier her und erarbeiten sich ein erstes Verständnis von Physik. Die Kombination aus neuen Medien und handwerklichem Umgang, der in Gruppenarbeit erfolgt, bietet die Möglichkeit, sich der aufgezeigten Problematik zu nähern. Das Thema "Upcycling im Sachunterricht: physikalische Experimente an Plastiktüten" im Unterricht Ziel des Unterrichts soll es sein, Möglichkeiten des Upcyclings im Sachunterricht der Grundschule zu thematisieren. Es besteht auch die Möglichkeit diese Themen nachmittags in einem Förderbandbereich oder Projektunterricht zu bearbeiten. Didaktische Analyse Die Lernenden nähern sich mit diesem Unterrichtsmaterial durch Upcycling spielerisch ersten physikalischen Grundlagen: An einem selbst erstellen Heißluftballon setzen sie sich mit dem Auftrieb in Gasen auseinander. Sie erfahren, dass warme Luft leichter als kalte Luft ist, diese verdrängt und nach oben steigt. Auf der anderen Seite spielt in dieser Unterrichtseinheit der Umweltschutz eine Rolle: Haushaltsmüllbeutel sind oft nicht recyclebar und landen deshalb in der Deponie, wo sie verbrannt werden und das klimaschädliche CO2 freisetzen, oder schlimmstenfalls in der Umwelt. Haushaltsmüllbeutel aus Biokunststoff sind ebenfalls bedenklich. Sie zersetzen sich sehr langsam und nicht unbedingt vollständig. Sie verbrauchen unnötig Ressourcen, da ihr Grundstoff aus Mais besteht, der in Monokulturen angebaut wird. Darüber hinaus sind diese Müllbeutel unverhältnismäßig teuer. Die Lernenden diskutieren diese Problematik und lernen eine Alternative zur Plastiktüte kennen. Methodische Analyse Die Schülerinnen und Schüler basteln angeleitet durch Videos weitgehend selbstständig in der Gruppe einen Heißluftballon aus einer Plastiktüte und stellen einen Müllbeutel aus Papier her. Auf diese Weise werden die Lernenden selbst aktiv und entdecken induktiv erste Grundlagen der Physik spielerisch in einem Experiment. Die Form der arbeitsteiligen Gruppenarbeit erhöht den Grad der Eigenverantwortlichkeit und ermöglicht Binnendifferenzierung durch unterschiedliche Fähigkeiten und Interessen der Lernenden. Ohne großen Aufwand lässt sich das Material in leistungsschwächeren oder mit der arbeitsteiligen Gruppenarbeit nicht vertrauten Klasse auch gemeinsam im Plenum erarbeiten. Die Unterrichtseinheit kann darüber hinaus Anlass sein, über unsere Konsumgewohnheiten und deren Folgen nachzudenken und zu Nachhaltigkeit anzuregen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen lernen das physikalische Prinzip des Heißluftballons kennen. erkennen die Umweltschädlichkeit von Plastiktüten. setzen sich mit einer ökologisch sinnvollen Alternative zur Vermeidung von Plastikmüll auseinander. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Videos, die online abrufbar sind, als Informationsquelle. setzen das erworbene Wissen im Alltag um. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten zielorientiert und konzentriert in der Gruppe zusammen. hören sich gegenseitig aktiv zu und nehmen Vorschläge der anderen auf.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Radioaktivität werden die Vorgänge beim Durchgang radioaktiver Strahlung durch Materie am Beispiel der Gamma-Strahlung exemplarisch dargestellt. Bei Gamma-Strahlung handelt es sich um hochenergetische elektromagnetische Strahlung, die sich im Gegensatz zu Alpha- und Beta-Strahlung nur schwer abschirmen lässt.Anhand eines Versuches mit einem radioaktiven Schulpräparat (Ra-226) wird die Veränderung der Absorption durch Zunahme von Bleiplatten gezeigt und ausgewertet. Dadurch entdecken die Lernenden die Unterschiede bei der Absorption von Gamma-Strahlung im Vergleich zu Alpha- und Beta-Strahlung. Anhand der Ergebnisse der Auswertung wird das Absorptionsgesetz mathematisch abgeleitet und anschließend in Form von Übungsaufgaben verständlich gemacht. Absorption radioaktiver Strahlung Radioaktive Strahlung kann unterschiedliche Materialien durchdringen und wird dabei teilweise oder vollständig absorbiert. Das Durchdringungsvermögen hängt ab von der Art der Strahlung, ihrer Energie sowie von Art und Dicke des durchstrahlten Materials. Das Absorptionsvermögen eines bestimmten Materials für radioaktive Strahlung hängt von den gleichen Faktoren wie das Durchdringungsvermögen ab. Das Durchdringungsvermögen von Alpha-Teilchen ist am kleinsten, das von Gamma-Strahlung am größten. Dabei haben Alpha- und Beta-Teilchen in Materie eine bestimmte Reichweite, während die Gamma-Strahlung in Abhängigkeit von ihrer Energie nur mit dicken Materialschichten (zum Beispiel Blei) abgeschwächt werden kann. Vorkenntnisse Physikalische Vorkenntnisse von Lernenden können bei der Absorption von radioaktiver Strahlung kaum vorausgesetzt werden; vielmehr müssen die Schülerinnen und Schüler für die Problematik und Gefährlichkeit der radioaktiven Strahlung durch den entsprechenden Schulversuch sensibilisiert werden. Didaktische Analyse Die wertfreie Behandlung des brisanten Themas Radioaktivität im Unterricht kann durchaus dazu führen, dass sich Schülerinnen und Schüler verstärkt dem Thema zuwenden und das Für und Wider der Radioaktivität im Positiven (zum Beispiel große Erfolge in der Tumorbehandlung) wie im Negativen (zum Beispiel Gefahr von Verstrahlung bei Unfällen in Kernkraftwerken) genau verstehen wollen. Methodische Analyse Das Thema Radioaktivität dürfte bei Lernenden auf hohes Interesse stoßen; durch ein großes Angebot an Medien mit entsprechendem Material sowie der einfache Zugang zu aktuellen und ausführlich beschriebenen Fakten über das Internet sollte es nicht schwierig sein, eine Methoden zu finden, um den Lernenden das Thema nahezubringen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erläutern die Abläufe bei der Absorption von Gamma-Strahlung. kennen die Unterschiede bei der Absorption von Gamma-Strahlung im Vergleich zu Alpha- und Beta-Strahlung. wenden das radioaktive Absorptionsgesetz an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbstständig Fakten und Hintergründe im Internet. überprüfen die Sachinhalte auf ihre Richtigkeit. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinander und vergleichen deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv. erwerben eine gewisse Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden diskutieren zu können.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Radioaktivität werden die Abläufe des radioaktiven Zerfalls anhand von Versuchen dargestellt, ausgewertet und zu einer aussagekräftigen Formel zusammengefasst. Ergänzt durch Beispiele und Übungsaufgaben wird auch der Bedeutung der Radioaktivität hinsichtlich ihrer Gefährlichkeit Rechnung getragen.Ausgehend von Grundkenntnissen aus der Sekundarstufe I werden die Schülerinnen und Schüler zunächst genauer in das Thema Radioaktivität eingeführt, bevor durch einen Versuch mit einem kurzlebigen radioaktiven Präparat der Verlauf des Zerfalls gezeigt und ausgewertet wird. Anhand der Ergebnisse der Auswertung wird das radioaktive Zerfallsgesetz mathematisch abgeleitet und anschließend in Form von Beispielen und ergänzenden Übungsaufgaben näher erläutert. Weitere Versuche mit anderen Präparaten führen zudem die Unterschiedlichkeit und Gefährlichkeit der einzelnen Präparate vor Augen. Der radioaktive Zerfall Radioaktivität und ihre Auswirkungen auf die Natur und die menschliche Gesundheit sind seit langem, insbesondere aber verstärkt nach den Unfällen von Tschernobyl und Fukushima in aller Munde. Dies bedeutet, dass man auch im Unterricht mit diesem Thema sehr feinfühlig umgehen muss. Gleichzeitig ist aber das Wissen um die Vorgänge beim radioaktiven Zerfall von großer Wichtigkeit, denn nur so kann man mitdiskutieren und seine Meinung mit Fakten belegen. Für den Unterricht sollten Lehrkräfte deshalb gut präpariert sein, um auf kritische Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können. Vorkenntnisse Physikalische Vorkenntnisse von Lernenden zum Thema Radioaktivität können nur insoweit vorausgesetzt werden, wie in der Sekundarstufe I das Thema behandelt beziehungsweise angerissen wurde. Allerdings ist damit zu rechnen, dass kritische Schülerinnen und Schüler durchaus aufgrund der Brisanz des Themas und den vielfältigen Informationswegen über fundiertes Grundwissen verfügen. Didaktische Analyse Die wertfreie Behandlung des brisanten Themas Radioaktivität im Unterricht kann durchaus dazu führen, dass sich Schülerinnen und Schüler verstärkt dem Thema zuwenden und das Für und Wider der Radioaktivität im Positiven (zum Beispiel große Erfolge in der Tumorbehandlung) wie im Negativen (zum Beispiel Gefahr von Verstrahlung bei Unfällen in Kernkraftwerken) genau verstehen wollen. Methodische Analyse Das Thema Radioaktivität dürfte bei Lernenden auf hohes Interesse stoßen. Durch ein großes Angebot an Medien mit entsprechendem Material sowie den einfachen Zugang zu aktuellen und ausführlich beschriebenen Fakten über das Internet sollte es nicht schwierig sein, Methoden zu finden, mit denen den Lernenden das Thema nahegebracht werden können. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die Ursachen des radioaktiven Zerfalles erläutern. kennen die verschiedenen Arten des radioaktiven Zerfalles und wissen um deren unterschiedliche Wirkung. können das radioaktive Zerfallsgesetz anwenden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten und Hintergründe im Internet. überprüfen die Sachinhalte von Videos, Clips und Applets auf ihre Richtigkeit. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. müssen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewissen Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden diskutieren zu können.

Diese Unterrichtseinheit befasst sich mit der Methode des Nudgings, mit der das Verhalten von Menschen durch "anstupsen" (anstelle von Verboten, Geboten oder ökonomischen Anreizen) beeinflusst werden soll. Die Einheit präsentiert und hinterfragt diesen Ansatz der Verhaltensökonomie in mehreren Lernrunden für den Bereich der Umweltpolitik mit Schwerpunkt Verpackungsmüll. Wie kann man Menschen dazu bewegen, etwas Gutes zu tun? Trotz zahlreichen Aufklärungen und Mahnungen kaufen die meisten Verbraucherinnen und Verbraucher nach wie vor Billigfleisch im Supermarkt und eben nicht Bio-Fleisch beim "Metzger ihres Vertrauens". Trotz zahlreicher Aufklärungskampagnen bringen die meisten Konsumentinnen und Konsumenten noch immer keine Tasche mit, sondern lassen sich an der Supermarkt-Kasse eine Plastiktüte aushändigen. Wer verwendet schon Mehrwegbecher für Kaffee oder achtet beim Shoppen darauf, ob ein Kleidungsstück nachhaltig produziert wurde? Die meisten Menschen sind für den Umweltschutz, die wenigsten handeln aber danach. Wie bringt man also Menschen dazu, sich umweltverträglich zu verhalten? Durch Gebote und Verbote, durch höhere Strafen, durch Subventionen von Bio-Produkten? Eine verhaltensökonomische Methode namens "Nudging" (englisch für "Stups" oder "Schubs") will die Menschen durch kleine Impulse dazu bringen, sich an ihre eigenen Aussagen zu erinnern, sie vor Fehlverhalten warnen, ihnen positive Verhaltensweisen zu erleichtern und sie auf negative Folgen ihrer Handlungen oder Entscheidungen hinweisen. Die Impulse können im einfachsten Fall ein farbiger Strich auf dem Boden, eine andere Farbgebung für bestimmte Parkplätze, ein greller Ton, ein Warnhinweis oder eine gezielte Information sein. Die Unterrichtseinheit "Motivieren statt sanktionieren: Müllvermeidung durch Nudging?" thematisiert und hinterfragt diesen Ansatz der Verhaltensökonomie in mehreren Lernrunden für den Bereich der Umweltpolitik mit Schwerpunkt Verpackungsmüll. Thematischer Hintergrund: Verhaltensökonomie und Nudging "Nudging", das sanfte Anstupsen von Menschen, erschien in den letzten Jahren vielen Regierungen, Politikerinnen und Politikern als neue Wunderwaffe gegen Politik- und Demokratieverdrossenheit: keine Zwangsmaßnahmen mehr, kein Unmut der Bürgerinnen und Bürger über forderndes Regierungshandeln, statt dessen zarte Impulse, die die Menschen zu Verhaltensänderungen bewegen, die sie selbst möchten. Der "böse Staat" wird zum fürsorglichen Partner, der seine Bürgerinnen und Bürger im Daseinskampf begleitet… Der Wirtschaftswissenschaftler Richard Thaler und der Rechtswissenschaftler Cass Sunstein haben hierfür den Begriff "libertärer Paternalismus" geprägt. Er will zwei Prinzipien vereinen: Die Bürgerinnen und Bürger sollen nach wie vor frei in ihrem Handeln sein, allerdings unter der schützenden Hand eines staatlichen Vormunds. Aus Sicht der Regierenden ist dieser Ansatz, zudem noch wissenschaftlich begründet, äußerst reizvoll. Die alte staatliche Bevormundung kommt im neuen Gewand der Freiwilligkeit daher. Der Staat gibt bei seinem Versuch, das menschliche Verhalten lenken zu wollen, das Versprechen ab, dieses Mal viel "humaner" vorzugehen. Der Öffentlichkeit wird damit suggeriert, staatliches Handeln sei mit libertären Ideen vereinbar. Gleichzeitig wird den staatlichen Regelungen ein positives Image verliehen. Für Cass Sunstein handelt es sich bei Nudging daher um einen völlig neuen politischen Ansatz, bei dem der Staat in letzter Konsequenz seine Ziele auch ohne Gesetze und Verordnungen erreichen kann. Kritiker wenden demgegenüber ein, dass Nudging letztlich nichts anderes als den Versuch einer Manipulation beinhalten würde. Die Bürgerinnen und Bürger sollen veranlasst werden, genau so zu handeln, wie der Staat dies möchte. Dass es sich in vielen Fällen dabei um positive, wünschenswerte und sinnvolle Zielsetzungen (zum Beispiel mehr Umweltschutz) handelt, sei dabei zweitrangig. Die Unterrichtseinheit "Motivieren statt sanktionieren: Müllvermeidung durch Nudging?" möchte den Schülerinnen und Schülern die Idee des Nudging näher bringen. Hierzu erarbeiten sie konkrete und praktische Lösungsansätze zur Vermeidung von Plastikverpackungen und Plastikbeuteln und stellen diese zur Diskussion. Gleichzeitig können sie dabei deutlich machen, wo die Grenzen und Risiken von Nudging liegen. Intention der Unterrichtseinheit Die Menschheit ist gerade dabei, ihren Heimatplaneten Erde schwerwiegend zu schädigen. Dies geschieht auf vielfältige Weise, in nicht geringem Umfang auch durch Verpackungsabfälle, vor allem aus Plastik. Schon heute schwimmen in den Weltmeeren mehrere riesige Plastikstrudel. Nicht nur die Meere, sondern auch das Trinkwasser sind bereits durch Mikroplastik verunreinigt. Dies tötet nicht nur Tiere und Pflanzen, sondern birgt auch enorme gesundheitliche Risiken für den Menschen selbst. Da es nach Aussagen aller ernstzunehmenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei diesem Selbstzerstörungsprozess der Menschheit bereits "5 nach 12" ist, gilt es die Menschen nicht nur aufzurütteln, sondern endlich zu praktischem Handeln anzuleiten. Dazu aber sind konkrete Vorstellungen und Konzepte und notwendig. Soll man Mitmenschen, die einen Plastikbecher auf die Straße werfen, bestrafen? Wenn ja, wie? Soll man die Plastikbecher so verteuern, dass sie am Ende gar unerschwinglich werden? Oder soll der Staat andere Methoden versuchen, um die Bürgerinnen und Bürger zu umweltverträglichem Verhalten zu zwingen. Nudging könnten einen sozialverträglichen Beitrag dazu leisten. Eigenverantwortliches Arbeiten und Methodenvielfalt Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, die Verwendungsmöglichkeit von Nudging-Methoden für die Bereiche Umweltschutz im weiteren und Verpackungsvermeidung im engeren Sinne zu durchdenken und Vorschläge für den Alltag zu entwickeln. Die fünf Lernrunden reichen von Bildinterpretationen über Internet-Recherchen, Tabellen- und Textinterpretationen bis hin zu Präsentationen, Abstimmungen und einer Meinungsbildung mittels der Dissonanzmethode. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären Richard Thalers Nudging-Theorie. entwickeln Nudging-Konzepte für Müllprobleme. bilden sich eine Meinung zu Nudging als politischer Steuerungsmethode und können diese im öffentlichen Raum vertreten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren zielgerichtet im Netz. rufen Videoclips im Netz auf, analysieren und bewerten sie. visualisieren eigene Präsentationen und bereiten Abstimmungsergebnisse grafisch auf. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werten in einer Gruppe zielgerichtet Informationen aus, bereiten diese auf und entwickeln daraus eigene Konzepte für Praxis-Probleme. bereiten diese Praxis-Probleme für eine Präsentation auf und visualisieren sie. präsentieren adressatenadäquat im Team adressatenadäquat. behaupten sich in unterschiedlichen Kommunikationssituationen und bringen sich konstruktiv in die Gruppenarbeit ein.

Diese Unterrichtseinheit thematisiert die Energiegewinnung und den Energieverbrauch in den benachbarten Regionen Belgien und Nordrhein-Westfalen. Dabei werden tatsächliche Auswirkungen des in NRW intensiven Braunkohletagebaus und potenzielle Auswirkungen des in Belgien bevorzugten Atomstroms anhand von animiertem Kartenmaterial verglichen.In diesem Modul zum Thema "Erde bei Nacht" befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit einem Vergleich von Energiegewinnung und -verbrauch zwischen Belgien und dem Land Nordrhein-Westfalen mit besonderem Bezug zur Metropolregion Rhein-Ruhr. Die beiden Gebiete bieten sich für den Vergleich besonders an, da die Metropolregion eine mit Belgien vergleichbare Einwohnerzahl und Verstädterungsgrad aufweist, es jedoch grundlegende Unterschiede in ihrer Energiegewinnung und -verbrauch gibt. Ein Video der Region bei Nacht, aufgenommen von der ISS, verdeutlicht den Energieverbrauch ebenso wie die unterschiedlich entwickelte Siedlungsstruktur. Ergänzend zur Unterrichtseinheit "Erde bei Nacht - Energieverbrauch um Rhein, Ruhr, Maas und Schelde" bietet sich eine Behandlung der Unterrichtseinheit "Erde bei Nacht – Lichtverschmutzung in Mitteleuropa" aus dem Projekt "Columbus Eye" an. Lehrplanbezug Das Unterrichtsmaterial zum Energieverbrauch um Rhein, Ruhr, Maas und Schelde passt in mehrere Inhaltsfelder der Lehrpläne der gymnasialen Oberstufe im Fach Erdkunde beziehungsweise Geographie. Es bietet sich daher dazu an, im jeweils letzten Themenfeld behandelt zu werden. Beispielsweise verbindet das Material im Land Nordrhein-Westfalen die Themenfelder "Lebensräume und ihre naturbedingte anthropogen bedingte Gefährdung" und "Raumwirksamkeit von Energieträgern und Raumnnutzung", in Bayern "Rohstofflagerstätten und deren Nutzung" und "Bevölkerungsentwicklung und Verstädterung", während es in Berlin und Brandenburg im Themenfeld "Strukturräumliche Gliederung Europas" eingesetzt werden kann. Zusammenarbeit der Universitäten Bochum und Bonn Diese Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes "Fernerkundung in Schulen" (FIS) entstanden. Das Projekt FIS wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50EE1703 gefördert. Das übergeordnete Projektziel besteht in der Erarbeitung eines umfassenden Angebots an digitalen Lernmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht. Dieses Angebot umfasst interaktive Lernmodule sowie Recherche- und Analysetools, die über ein umfassendes und internetgestütztes Lernportal zur Verfügung gestellt werden.Die Schülerinnen und Schüler erkennen Unterschiede in der Stadtstrukturentwicklung basierend auf naturräumlichen Gegebenheiten. erkennen Einflüsse der räumlichen Verteilung von fossilen Energieträgern auf die lokale Wirtschaft. erkennen anthropogene Gefährdungen durch Energiegewinnung und Energieverbrauch, schätzen sie ein und suchen nach Alternativen.

In der Unterrichtseinheit "Upcycling im Physikunterricht: Energieumwandlung und Bernoulli-Effekt am Kaffeebecher" erarbeiten die Lernenden an einem selbst gebauten Hubschrauber physikalische Phänomene und setzen sich mit der Umweltverschmutzung durch Plastikmüll auseinander. Müll ohne Ende: In Deutschland werden stündlich ungefähr 32000 Einweg-Kaffeebecher weggeworfen. Zur Herstellung der Becher werden jährlich 42000 Bäume benötigt und eine Wassermenge verbraucht, die dem Konsum von 32000 Deutschen entspricht. Zudem wird Strom eingesetzt, mit dem man 100000 Musterhaushalte ein Jahr lang versorgen könnte. Dabei beträgt die Lebensdauer (Nutzwertzeit) nur 15 Minuten. Bei der Verwendung von Mehrwegbechern könnte jede Person 34 Coffee to go-Becher einsparen. Einmal weggeworfen, wird der Becher möglicherweise vom Wind erfasst, landet dort, wo er nicht hingehört. Er ist damit nicht nur klimaschädlich, sondern trägt auch zur Verschmutzung der Umwelt bei. In der vorliegenden Einheit hingegen wird durch Upcycling zum "Hubschrauber" aus einem wertlosen Gegenstand Unterrichtsmaterial, an dem physikalische Phänomene dargestellt und Diskussionen zur Lösung der Umweltproblematik ausgelöst werden können. Physikalische Phänomene sind zum einen die Umwandlung von Spannungsenergie, die in den Gummis gespeichert ist, in Bewegungsenergie, die die Rotorblätter antreibt. Zum anderen wird der Bernoulli Effekt sichtbar. Luft, die über einen gebogenen Flügel fließt, erzeugt an der Oberfläche des Flügels einen Sog. Unterhalb des Flügels entsteht ein Überdruck, beides zusammen ergibt den Auftrieb, der nötig ist, um Flugzeuge oder wie in diesen Fall einen Hubschrauber mit seinen Drehflügeln fliegen zu lassen. Das Thema "Upcycling im Physikunterricht" im Unterricht Sobald der Einweg-Kaffeebecher ausgetrunken ist, wird er weggeworfen. Er ist nicht recyclebar. Das heißt, seine Bestandteile werden nicht zu einem neuen, sinnvollen Produkt zusammengefügt. Wenn der Kaffeebecher in einer Abfalltonne endet, wird der entstandene Müll verbrannt. Die Abwärme dient dann maximal zum Heizen eines Schwimmbades, oder eines Haushaltes. Dies ist eine klimaschädliche Ressourcenverschwendung, die nicht mehr akzeptiert werden sollte. Upcycling hingegen verwendet Müll, um sie einer neuen Verwendung zuzuführen. Mülltüten werden zu Umhängetaschen, Plastikschalen zu Blumenkübeln und in unserem Fall wird ein Kaffeebecher zu Unterrichtsmaterial für die Bereiche Physik, Technik und Umwelt. Die Lehrkraft sollte sich mit den physikalischen Phänomenen des Auftriebs durch Flügel sowie mit den Energieumwandlungsketten auskennen. Aus der Spannenergie des Gummis wird Bewegungsenergie. Vorkenntnisse Der Umgang mit einfachen Werkzeugen wie Schere, Zange und Heißklebepistole wird für diese Unterrichtseinheit vorausgesetzt. Der Aufbau und die Durchführung eines einfachen Versuchs sollten bekannt sein. Die Schülerinnen und Schüler sollten im Umgang mit Youtube-Videos und PDF-Dateien vertraut sein. Andernfalls müsste eine entsprechende Begleitung eingeplant werden. Didaktische Analyse Folgende Fragen können im Rahmen des Physik-, Technik- und Umwelt-Unterrichts zum Thema gemacht werden: Wie funktioniert ein Gummimotorantrieb? Welche Energieumwandlung findet statt? Wie entsteht der Auftrieb bei einem Hubschrauber? Wie hoch ist der Ressourcenverbrauch bei der Verwendung eines Einweg Kaffeebechers? Welche sinnvollen Alternativen gibt es zum Einweg-Kaffeebecher? Methodische Analyse Durch eine arbeitsteilige Gruppenarbeit sowie die Methode des Gruppenpuzzles ist in dieser Unterrichtseinheit eine hohe Schüleraktivität gewährleistet. Dadurch, dass alle Schülerinnen und Schüler zu Experten für einen Bereich werden, arbeiten sie in besonderem Maße eigenverantwortlich und zielorientiert in Kleingruppen zusammen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen den Bernoulli-Effekt kennen. erarbeiten Energieumwandlungsketten. setzen sich mit dem Ressourcenverbrauch bei der Verwendung von Einweg-Kaffeebechern auseinander. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Youtube-Video die wesentlichen Informationen. werten eine Quelle im Internet aus. stellen Unterrichtsmedien selbst her. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert in Gruppen zusammen.