Biologie: Willkommen im Fachportal

Die weltweite Energienutzung hat sich in den letzten 30 Jahren um 90 Prozent erhöht und zeigt bei wachsender Weltbevölkerung weiterhin eine steigende Tendenz. Die Pflanze Miscanthus könnte einen Ausweg aus einer bevorstehenden Ressourcenverknappung bieten. Nachwachsende Rohstoffe sind eine der Grundvoraussetzungen für das menschliche Leben. Besonders in einer Zeit, in der die Expansion der Weltbevölkerung zu einem stetig steigenden Bedarf an Nahrung und Energie führt, ist es von essenzieller Bedeutung, diese Ressourcen nachhaltig und umweltgerecht zu nutzen. Um realistische Ernährungskonzepte für die künftigen Generationen zu erstellen und umsetzen zu können, benötigen wir eine weltweite, nachhaltige Produktion von Energie. Energielieferant "Nachwachsende Rohstoffe" Zu den Kernaufgaben der Landwirtschaft gehört neben der Nahrungsmittelproduktion der Anbau nachwachsender Rohstoffe. Bevor die Menschheit beispielsweise Kohle, Erdöl oder Erdgas als Energielieferanten entdeckt hatten, wurden Pflanzen zur Energiegewinnung und Materialherstellung genutzt. Brennholz, Bauholz, Wolle, Faser-und Färberpflanzen für Textilien, Futtermittel für Zugtiere oder Arzneipflanzen sind nur einige Anwendungsbeispiele. Falls die gesamte globale Bevölkerung auf diese Methoden und Pflanzen wieder ausweichen müsste, stehen uns jedoch heutzutage innovative technische Verfahren zur Verfügung, die viele neue Produkte und Anwendungen bei wesentlich effizienterer Umwandlung ermöglichen. Miscanthus dient als Häckselgut oder in gepresster Form der Strom- und Hochtemperaturwärmerzeugung, der Kraftstofferzeugung, der Biogaserzeugung und der Niedertemperaturwärmeerzeugung. Hierunter wird die Erzeugung von Warmwasser bis 100 Grad Celsius verstanden. Eine C4-Pflanze erobert den Energiemarkt Das Chinagras, dessen botanischer Name Miscanthus lautet, ist eine C4-Pflanze mit hoher Biomasseleistung. Miscanthus gehört zur großen Familie der Süßgräser (Poaceae). Die Gattung umfasst rund 20 Arten, die vorrangig in China, Japan, Nepal und Tibet beheimatet sind. Die C4-Pflanze ist spätestens seit der Veröffentlichung des Buches "Schilfgras statt Atom" von Franz Alt als Biomasse-Lieferant in aller Munde. Viele kennen das Gras als Zierpflanze im Garten. Miscanthus ist mehrjährig und zeichnet sich durch eine sehr effektive Photosyntheserate und hohe Biomasseproduktion aus. Das Gras kann an einem einzigen Tag bis zu fünf Zentimeter wachsen. Die Pflanze ist ein ausgesprochenes Multitalent, welches einerseits hohe Erträge liefert und gleichzeitig das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid bindet. Ziel der Unterrichtseinheit ist es, eine allgemeine Übersicht über Nachwachsende Rohstoffe zu geben und anhand des ausgewählten Beispiels von Miscanthus auf einen speziellen Vertreter dieser Pflanzenklasse einzugehen. Forscherinnen und Forscher entwickeln zurzeit immer neue Ideen, wie nachwachsende Rohstoffe im Alltag genutzt werden können. Dank der raschen Entwicklung und der zukünftigen Bedeutung Nachwachsender Rohstoffe kann die Unterrichtseinheit beispielsweise im Fach Biologe im Kontext C3-und C4-Pflanzen eingebettet werden. Die Schülerinnen und Schüler: lernen nachwachsende Rohstoffe als alternative Energiequellen kennen. kennen einen typischen Pflanzenvertreter der Gruppe Nachwachsender Rohstoffe. nennen die Charakteristika von C4-Pflanzen.

Ausgehend von der Frage nach der Entstehung von Mikroplastik und seinen Gefahren in aquatischen Ökosystemen entwickeln die Schülerinnen und Schüler Handlungsmöglichkeiten zur Vermeidung von Mikroplastik im Alltag und führen verschiedene Upcycling-Projekte durch. Die vorgestellte Unterrichtseinheit ist konzipiert nach dem Unterrichtskonzept des Deeper Learnings nach Anne Sliwka und Britta Klopsch. Daher ist die Unterrichtseinheit auch nach den drei Phasen des Deeper Learningmodells aufgebaut. Weitere Informationen bietet das Workbook für Lehrkräfte: Deeper Learning gestalten (Beigel, Klopsch & Slwika, 2023) der Deutschen Telekom Stiftung, das am Ende der Einheit verlinkt ist und kostenlos zur Verfügung steht. Die Schülerinnen und Schüler sollen fachliches Wissen aufbauen und Handlungsmöglichkeiten ko-kreativ und ko-konstruktiv entwickeln, wobei explizit die Aneignung und Vertiefung von fachlichen Inhalten als zentrales Ziel der Unterrichtseinheit definiert wird. Übergeordnetes Ziel ist das Erlernen der 4Ks und der 21st Century Skills sowie die Entwicklung in Co-Agency von Mastery, Kreativität und Identität. Wie gelangt Mikroplastik in das Meer der Antarktis? Mit Hilfe eines Originalbeitrages der Tagesschau wird diese Frage bei den Schülerinnen und Schülern aufgeworfen. Dies löst wiederum die Frage aus, was Mikroplastik überhaupt ist, wie es entsteht und welche Gefahren von ihm ausgehen. Diese Fragen stehen im Mittelpunkt der Phase I (Instruktions- und Aneignungsphase) . Dazu erhalten die Schülerinnen und Schüler eine Vielzahl von Lernmaterialien in einer vorbereiteten Lernumgebung, die auch digital zur Verfügung stehen. Es geht darum die Problematik von Mikroplastik zu verstehen und fachwissenschaftlich korrekt wiedergeben zu können. In der Phase II (Ko-Konstruktion und Ko-Kreation) erarbeiten die Schülerinnen und Schüler authentische Lernprodukte wie Lernplakate, Sketchnotes oder Gedichte für einen Poetry Slam, in denen sie ihr neuerworbenes Wissen zu Mikroplastik darstellen und Handlungsmöglichkeiten zur Vermeidung von Mikroplastik aufzeigen. Die Lernprodukte sollen andere für die Problemlage sensibilisieren und Mitmachangebote zum Upcycling gestalten. Der Höhepunkt ist die Präsentation in der Phase III (Authentische Leistung) . Die Schülerinnen und Schüler teilen ihr Wissen mit der Schulgemeinschaft und werden aktiv, indem sie einen Ausstellungsraum gestalten und die Mitmachangebote mit anderen durchführen. In dem Materialpaket sind folgende Materialien enthalten: Material I: Mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Materialien die Problematik von Mikroplastik verstehen Material II: Anregungen, Hilfestellungen und Checklisten für die Erstellung eines authentischen Lernproduktes Material III: Anregungen, Hilfestellungen und Checklisten für die Gestaltung eines Mitmachangebotes zum Upcycling Material IV: Checkliste zur Präsentation der authentischen Lernleistung Material V: Zusatzmaterial zu den in der Lerneinheit behandelten SDGs, Bildung für nachhaltige Entwicklung und außerschulischen Lernorten Je nachdem, wie die Schwerpunkte gesetzt werden, kann die Unterrichtseinheit mit Modifikationen und einer Anpassung des Schwierigkeitsgrades auch in der Sekundarstufe II eingesetzt werden. Relevanz des Themas Die Verschmutzung der Meere mit Plastik und der Eintrag von Mikroplastik in die Umwelt ist ein aktuelles Thema, das den Schülerinnen und Schülern bereits aus ihrem Alltag bekannt ist. Es betrifft sie und ihre Familien, da wir alle zum Eintrag von Mikroplastik in die Umwelt beitragen. Schülerinnen und Schülern ist dies häufig bewusst und sie setzen sich aktiv für Klima- und Umweltschutz ein. Vorkenntnisse Die Unterrichtseinheit ist so konzipiert, dass den Schülerinnen und Schülern die notwendigen fachlichen Kenntnisse in der Aneignungs- und Instruktionsphase vermittelt werden. Schülerinnen und Schüler, die bereits Vorwissen im Bereich der Problematik von Mikroplastik haben, können diese Phase schneller abschließen beziehungsweise sich intensiver mit weiteren Informationen auseinandersetzen, die über die Basisinformationen hinausgehen. Didaktisch-methodische Analyse Die Lerneinheit hat ihre Verankerung im Fach Biologie als Leitfach, mit den Themengebieten Ökologie und Angepasstheit von Lebewesen. Allerdings ist sie in ihrer Konzeption darauf angelegt, dass sie ein fächerverbindendes Projekt ist. Das Fach Deutsch trägt Lesestrategien für Sachtexte und Textproduktionsmethoden bei. Aus dem Blickwinkel des Fächerverbundes Wirtschaft/Politik geht es um die Frage nach der wirtschaftlichen Nutzung der Meere (Fischerei, Rohstoffabbau, Tourismus, et cetera) und den politischen Maßnahmen zum Schutz der Meere (Einrichtung von Meeresschutzgebieten, Verbot von Plastikprodukten, Mikroplastik in Kosmetika et cetera). In Phase I sammeln die Schülerinnen und Schüler bedeutungsvolle Erfahrungen und bauen ein solides Wissensfundament auf, das sie in Phase II weiterentwickeln. Dabei gibt es sowohl Lehrkraftvorträge als auch die Diskussion im Plenum. In Einzel- und Gruppenarbeit werden altersgemäße Bildungsmedien ausgewertet und angeleitete Internetrecherchen mit speziellen Suchmaschinen für Kinder durchgeführt. Differenzierungsmöglichkeiten sind insofern gegeben, dass die Schülerinnen und Schüler bei der Recherche selbst das Niveau ihrer Informationsquellen wählen können. Zum Beispiel neben dem Tagesschau-Beitrag auch die Logo-Kindernachrichten. In Phase II trägt das Fach Kunst dazu bei kreativ an der Umsetzung der Lernprodukte zu arbeiten. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kollaborativ und kreativ, kommunizieren ihre Arbeitsergebnisse und hinterfragen die gesammelten Informationen nach der Analyse kritisch. Die selbstgewählten Teams sind verantwortlich für ihren Lernweg nach dem Prinzip des "Voice & Choice". Sie wählen das Lernprodukt aus, das sie erstellen möchten. Auf ihrem Lernweg üben sie das Recherchieren und erweitern ihr methodisches Know-how. Die Phase II wird durch ein formatives Feedback der Lehrkraft zu ihrem Lernweg und den entstehenden Produkten begleitet. Die Präsentation der authentischen Lernprodukte und die Moderation der Mitmachangebote vor der Schulgemeinschaft – Schülerinnen und Schüler, Lehrkräften und Eltern – fördert zum einen die Kommunikationskompetenz und zum anderen das Selbstbewusstsein, ihr Können zu präsentieren und Handlungsoptionen an andere weiterzugeben. Bei der Bewertung der authentischen Leistungen werden mehrere Komponenten miteinbezogen. Die Lehrkräfte berücksichtigen die individuellen Lernprozesse, die Lernprodukte wie auch die Präsentation vor der Schulgemeinschaft und die Arbeit in den Teams bei der Bewertung. Außerschulischer Lernort Bei einer Unterrichtseinheit mit Deeper Learning bietet sich auch die Nutzung außerschulischer Lernorte an. Bei der Durchführung mit unseren Schülerinnen und Schülern haben wir beispielsweise den Aquazoo in Düsseldorf besucht. Bei dem Besuch wurde in Zusammenarbeit mit den Kolleginnen und Kollegen der Museumspädagogik das biologische Fachkonzept der Anpassung von Lebewesen an das Leben in der Antarktis bearbeitet und an vielen Exponaten durch Primärerfahrungen erarbeitet. Zudem wurden mit den Schülerinnen und Schülern die Gefahren durch Plastikverschmutzungen im Meer erarbeitet. Einige Exponate im Aquazoo machen auf die Gefährdung der Weltmeere durch Plastikmüll aufmerksam. Die Einheit kann aber selbstverständlich auch ohne einen außerschulischen Lernort durchgeführt werden. Potentiale von außerschulischen Lernorten aus fachdidaktischer Sicht Der Besuch des Aquazoos geht über die Möglichkeiten des Unterrichtes hinaus, sowohl aus räumlicher als auch zeitlicher Perspektive. Die Schülerinnen und Schüler erhalten die Möglichkeit der Begegnung mit Lebewesen und biologischen Phänomenen (bedeutungsvolle Erfahrungen). Diese gewonnenen Eindrücke sind sinnlich, kognitiv und handlungsorientiert. Studien zeigen positive Effekte auf die Wissensvermittlung und auf affektive Dimensionen (Interesse am Unterricht, soziales Gruppenverhalten, Einstellungen zum Naturschutz) durch den Besuch eines außerschulischen Lernortes. Es werden Möglichkeiten der Förderung von Schülerinnen und Schülern geschaffen, die weniger leistungsfähig im Biologieunterricht sind. Vgl. Mayer, J. (2008). Außerschulischer Unterricht. in: Gropengießer, H. & Kattmann, U. (2008). Fachdidaktik Biologie, Köln: Aulis (8. Aufl.). Fachbezogene Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler gliedern neu erworbene biologische Konzepte in vorhandenes Wissen ein und hinterfragen Alltagsvorstellungen. entnehmen nach Anleitung biologische Informationen und Daten aus analogen und digitalen Medienangeboten (Fachtexte, Filme, Tabellen, Diagramme, Abbildungen, Schemata), geben deren Kernaussagen wieder und notieren die Quelle. stellen Präsentationen zu eingegrenzten biologischen Sachverhalten, Überlegungen und Arbeitsergebnisse – auch mithilfe digitaler Medien – bildungssprachlich angemessen und unter Verwendung einfacher Elemente der Fachsprache in geeigneten Darstellungsformen (Redebeitrag, kurze kontinuierliche und diskontinuierliche Texte) sachgerecht vor. benennen Bewertungskriterien und Handlungsoptionen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen Informationsrecherchen zielgerichtet durch und wenden dabei Suchstrategien an. filtern und strukturieren themenrelevante Informationen und Daten aus Medienangeboten, wandeln diese um und arbeiten sie auf. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler arbeiten ko-konstruktiv und ko-kreativ bei der Erstellung ihrer Lernprodukte. hinterfragen die von ihnen bearbeiteten Materialien kritisch und bewerten die Qualität der Informationen. kommunizieren ihre Arbeitsergebnisse sach- und adressatengerecht in ihren Gruppen und vor der Schulgemeinschaft.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Zusammensetzung und die Aufgaben des Blutes kennen. Über einen fiktiven Zeitungsartikel über die Herstellung künstlichen Blutes nähern sich die Schülerinnen und Schüler in dieser Doppelstunde der Zusammensetzung und den Aufgaben von Blut. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten zuerst die Zusammensetzung des Blutes . Dazu bearbeiten sie einen H5P-Lückentext über die Zusammensetzung des Blutes. Die erarbeiteten Informationen werden anschließend in einem Schaubild auf dem Arbeitsblatt selbstständig durch die Lernenden fixiert. Im Anschluss folgt ein kurzes Unterrichtsgespräch, indem die Notizen vom Schaubild besprochen werden. Im nächsten Teil erarbeitet die Klasse Details zu den festen Blutbestandteilen, den Blutzellen . Es kann ein Blutausstrich durch die Lernenden angefertigt werden. Hierzu müsste gerührtes (gerinnungsfreies) Schweineblut durch die Lehrkraft bereitgestellt werden sowie Materialien zum Mikroskopieren. Ein Anleitungsvideo steht zur Verfügung. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten anschließend Details zu den Blutzellen . Die Informationen, die in der Tabelle auf dem Arbeitsblatt fehlen, sollen durch die Lernenden im Internet recherchiert und in das Arbeitsblatt eingetragen werden. Die Selbstkontrolle der recherchierten Informationen wird im Anschluss durch das Bearbeiten eines H5P-Drag & Drop Quiz durchgeführt. Durch das Platzieren der Bestandteile des H5P-Quiz erhalten die Schülerinnen und Schüler direkt Feedback zu den recherchierten Informationen. Bei Bedarf verbessern die Lernenden die Notizen auf dem Arbeitsblatt. Im nächsten Schritt verschaffen sich die Lernenden einen Überblick über die allgemeinen Aufgaben des Blutes , die bisher noch nicht im Rahmen der Blutzellen thematisiert wurden. Die Lernenden lesen dazu einen kurzen Text auf dem Arbeitsblatt und notieren die Aufgaben stichpunktartig. Im Anschluss werden die Notizen kurz in einem Unterrichtsgespräch besprochen. Als Puffer kann kurz auf das Thema Bluterkrankungen eingegangen werden. Hier könnte als Beispiel die Krankheit Leukämie vorgestellt werden. Abschließend wird der Einstieg in die Stunde aufgegriffen und die Schlagzeile über das künstliche Blut diskutiert . Die Schlagzeile ist nicht echt. Tatsächlich kann Blut jedoch bereits künstlich hergestellt werden. Der Prozess ist allerdings eher aufwendig und die erzeugten Mengen sehr gering. Blut ist in seiner Zusammensetzung und den Funktionen so komplex, dass es immer noch nicht möglich ist, es großtechnisch künstlich zu erzeugen. Daher werden täglich Blutspenden benötigt. Damit könnte man direkt zum nächsten Thema, der Blutspende beziehungsweise Blutgruppen überleiten. Als Gesamtzusammenfassung lösen die Lernenden eine H5P-Zusammenfassung . Das Thema Blut ist für die Lernenden sehr spannend. Teilweise bringen Schülerinnen und Schüler hier viel Vorwissen mit, teilweise hören sie Inhalte zum ersten Mal. Beim Einstieg muss die Lehrkraft durch Gesprächsführung eventuell etwas auf die Zielangabe lenken. Die Schülerinnen und Schüler erkennen den Zeitungsartikel als unechten Artikel, die Frage, ob Blut künstlich erzeugt werden kann, bleibt jedoch als Zielangabe bestehen. Eventuell muss die Lehrkraft anschließend durch Gesprächsführung auf die Zusammensetzung und die Aufgaben lenken. Die Lernenden müssen sich demnach den Stoff Blut genauer ansehen. Hier kann der Zusammenhang zwischen Zusammensetzung und Funktion betont werden, der ein Grundprinzip der Biologie darstellt. Bei der Übertragung der Informationen über die Zusammensetzung des Blutes in das Schaubild muss die Lehrkraft teils individuell unterstützen. Zwar haben die Schülerinnen und Schüler das H5P-Quiz in Form des Lückentextes gelöst, sie haben teils jedoch Schwierigkeiten, die Informationen auf das Schaubild zu übertragen. Hier sollte die Lehrkraft dazu ermuntern, es nach eigener Einschätzung zu probieren und die Sicherung durch ein Unterrichtsgespräch beziehungsweise das gemeinsame Verbessern des Schaubildes zu gewährleisten. Wenn es möglich ist, sollte die Lehrkraft den Blutausstrich anfertigen lassen. Dadurch werden zum einen experimentelle Kompetenzen eingeübt, zum anderen erkennen die Lernenden selbst die hohe Anzahl der roten Blutkörperchen und können das Aussehen selbst im Original erschließen. Hier sollte darauf geachtet werden, dass einige Schülerinnen und Schüler sensibel in Bezug auf Blut reagieren und niemand gezwungen wird, zu experimentieren. Bei der Recherche der Informationen zu den Blutzellen sollte der Hinweis gegeben werden, dass die Ergebnisse nach Möglichkeit auf seriösen Webseiten eingeholt werden, zum Beispiel Rotes Kreuz. Hier kann es vor allem bei der Anzahl an Blutzellen zu Abweichungen in den Antworten der Schülerinnen und Schüler kommen, da mit Mittelwerten gearbeitet wird. Die Selbstkontrolle durch die Lernenden in Form des H5P-Drag- & Drop Quiz sichert gleiche Ergebnisse in der Klasse. Als Pufferlernziel kann die Krankheit Leukämie vorgestellt und diskutiert werden. Hier sollte darauf geachtet werden, dass eventuell Schülerinnen und Schüler im Umfeld mit der Erkrankung zu tun hatten und womöglich sensibel reagieren. Beim Rückbezug auf den Einstieg sollte aufgelöst werden, dass der Zeitungsartikel zwar nicht echt ist, Blut aber bereits in geringen Mengen künstlich hergestellt werden kann. Da dies aber sehr aufwendig ist und die Menge bei weitem nicht ausreicht, sind Blutspenden notwendig. Hier kann die Lehrkraft bereits auf das nächste Stundenthema verweisen oder auch direkt im Anschluss dazu übergehen. Die Gesamtzusammenfassung durch das H5P-Modul sichert die wichtigsten Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären die Zusammensetzung des Blutes. benennen die festen Blutbestandteile und zählen Eigenschaften und Informationen auf. nennen weitere Aufgaben des Blutes. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren und verarbeiten Informationen. bearbeiten ein Online-Quiz. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler vergleichen eigene Informationen mit Informationen von Mitlernenden.

In dieser Unterrichtseinheit gestaltet jede Schülerin und jeder Schüler einen Karton als Sammelbox, in welchen jede Familie einer Schülerin oder eines Schülers kleinteiligen E-Schrott sammeln kann. Auch Ben aus der Bildergeschichte "Hilfe, die Mülltonne brennt" lernt das sorgsame Trennen und Sammeln von Akkus und Batterien, nachdem er anfänglich durch die unsachgemäße Entsorgung seines ferngesteuerten Polizeiautos einen Brand verursacht hat. Zunächst gestalten die Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen Bastelmaterialien einen Karton, der zuhause als Sammelbox für kleinteiligen E-Schrott benutzt werden soll. Im weiteren Verlauf lernen sie, dass sich bestimmte Materialien bei unsachgemäßer Entsorgung entzünden und einen Brand verursachen können. Dies gilt insbesondere für den Rohstoff Lithium, der ein wichtiger Bestandteil von Batterien und Akkus ist. Eine kindgerechte Bildergeschichte, die von den Kindern zu Ende erzählt werden kann, veranschaulicht diese Gefahr. Bereits in der vorangegangenen Unterrichtseinheit waren die Schülerinnen und Schüler von ihrer Lehrkraft angeregt worden, zu überlegen, was alle Kinder der Klasse/AG tun können, um E-Schrott richtig zu entsorgen und den E-Schrott-Müllberg kleiner zu halten. Sie haben zudem einen Einblick in das Leben und Arbeiten von Kindern auf der E-Schrott-Müllhalde Agbogbloshie bei Accra (Ghana) erhalten, die an den giftigen Dämpfen erkranken. Außerdem kennen die Schülerinnen und Schüler nun aus den vorangegangenen Unterrichtseinheiten die Inhaltsstoffe und Metalle von E-Schrott. Sie wissen, wie wertvoll diese sind, aber auch wie giftig und gesundheitsschädlich. In dieser Unterrichtseinheit erfahren sie zudem anhand einer leicht verständlichen und kindgerechten Bildergeschichte, dass die unsachgemäße Entsorgung von Elektroschrott, z.B. im Hausmüll, eine Brandgefahr darstellen kann. Um vorsorgen zu können, dass solche Brände bei ihnen zuhause nicht entstehen, können die Schülerinnen und Schüler Verantwortung übernehmen, in dem sie selbst etwas tun. Sie erhalten in dieser Unterrichtseinheit deshalb den Auftrag, dass jedes Kind für seine Familie aus einem (Schuh-)Karton eine kleine Sammelstelle für unbrauchbare Batterien, Akkus, Handy und elektronische Klein-Geräte gestaltet. Durch den kreativen Auftrag und das „Tun mit den Händen“ entsteht eine emotionale Verbindung zu dem sachlichen Thema. Den Höhepunkt stellt ein Ausflug zu einer sehr großen Sammelstelle – einem Wertstoffhof/Recyclinghof – dar. Weitere Sachinformation für Lehrkräfte: Lithium und dessen Brandgefahr Lithium ist ein silberweißes, weiches Leichtmetall und ein wichtiger Bestandteil vieler Akkus. Akkus sind Batterien, die sich aufladen lassen. Es sind also Energiespeicher, die elektrische Geräte mit Strom versorgen. Weil sich Lithium entzünden kann, sind Batterien, Akkus und andere elektronische Gegenstände eine große Brandgefahr, wenn sie falsch entsorgt werden. Selbst kleine Batterien und Akkus von Spielzeug können sich in der heimischen Abfalltonne oder im Müllfahrzeug entzünden und dort einen Brand auslösen. Diese Art der Brände nimmt in Deutschland zu. Lithiumhaltige Batterien und Akkus haben im Vergleich zu Batterien und Akkus der älteren Generation viele Vorteile. Sie zeichnen sich besonders durch hohe Energiedichten (hohe Zellspannungen und Kapazitäten), eine kaum wahrnehmbare Selbstentladung bei normalen Raumtemperaturen und lange Lebensdauern aus. Nachteilig ist die Brandgefahr, die bei unsachgemäßer Entsorgung am Ende ihrer Lebensdauer von ihnen ausgehen kann. Lithiumhaltige Batterien und Akkus befinden sich regelmäßig in Laptops und Tablets, Smartphones und Handys, Kameras, in Fernsteuerungen und -bedienungen, kabellosen (in-ear-)Kopfhörern sowie oft auch deren Lade-Case, im Modellbau, in Spielzeug, in Werkzeugen, Drohnen, Haushalts- und Gartengeräten, E-Zigaretten sowie in medizinischen Geräten. Zudem sind sie in der Regel die Hauptenergiequelle der Elektromobilität bei E-Autos, E-Bikes, Pedelecs oder E-Scootern. Enthält das Produkt bereits einen integrierten Akku, handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um einen Lithium-Ionen-Akku. Lithiumhaltige Batterien und Akkus sind oftmals an der freiwilligen Kennzeichnung „Li“ oder „Li-Ion“ für Lithium zu erkennen. Brände durch Lithium lassen sich schwer löschen. So entsteht ein Brand: Lithium-Ionen-Akkus können beim Laden hohen Temperaturen ausgesetzt sein. Wenn es dabei zu Schäden in der Schichtstruktur der eingesetzten Metalloxide kommt, kann es zu einer thermischen Reaktion kommen. Dabei werden hohe Energiemengen freigesetzt und es bildet sich elementarer Sauerstoff. Mit dem hohen Wärmeeintrag verdampft die Elektrolytflüs sigkeit und es bilden sich leicht brennbare Gase. Sobald sich diese Gase entzünden, brennt die Lithium-Ionen Zelle. Der Brand der ersten Zelle löst dabei einen sich selbst verstärkenden Prozess aus, der nur schwer zu stoppen ist. Da die Gehäuse der Batterien meist thermisch isoliert sind, erreicht Löschwasser den Brandherd häufig nicht. Fächerübergreifend lernen Die vorliegende Unterrichtseinheit mit der Gestaltung von Kartons als Sammelstellen für kleinteiligen Elektroschrott eignet sich auch gut, um in einer klassenübergreifenden Aktion verschiedene Unterrichtsfelder zu integrieren. Gerade in der Kooperation mit Lehrkräften für den Unterrichtsbereich Kunst gibt es kaum eine Grenze, um aus den mitgebrachten Kartons der Kinder mehrdimensionale Kunstwerke zu zaubern, die auch über das Bemalen und Bekleben der Boxen hinausgehen (können). Darüber hinaus bietet sich das inzwischen angeeignete Sachwissen über das Thema E-Schrott an, Fachgebiete wie z. B. Physik (Thema Feuer) oder Chemie (entzündliche Stoffe) sowie Heimatkunde (Wo befinden sich Wertstoffhöfe oder Rückgabestellen im Handel? Welche Geschäfte halten Sammelstellen für Batterien bereit?) einzubinden. Im Fach Philosophie/Ethik/Religion kann anhand der Bildergeschichte (Ben wirft sein kaputtes ferngesteuertes Auto in den Müll) das übergeordnete Thema „Wegwerfgesellschaft/Konsumgesellschaft“ aufgegriffen und mit den UN-Zielen/Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) verknüpft werden. Fachliche und methodische Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler • greifen auf ihr vorhandenes Wissen zurück und erweitern es. • lernen Fachworte und neue Themenwelten kennen. • entwickeln einen konkreten Ansatz für eigenes umweltgerechtes Verhalten. • handeln und denken proaktiv. • erfassen einen komplexen Sachverhalt und geben ihn mit eigenen Worten wieder. • verbinden einen komplexen Sachverhalt mit kreativem Tun. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler • reflektieren ihre Ideen und kommunizieren sie. • sind fähig, einander zuzuhören. • entwickeln Begeisterungsfähigkeit und Eigeninitiative. • üben sich in gruppenspezifischen Interaktionen. • üben sich in der Rückmeldung anhand von Feedback-Regeln.