Biologie: Willkommen im Fachportal

In dieser fächerübergreifenden Unterrichtseinheit zum Thema "Regenwürmer" erforschen die Schülerinnen und Schüler die Lebensweise des Regenwurms und seine Eigenschaften. Hierfür wird das heimische Tier als Studienobjekt ins Klassenzimmer geholt. Was wissen wir über den Regenwurm in unserem Garten? Wie bewegt er sich? Können Regenwürmer sehen, hören, riechen? Nach einer ersten Begegnung mit dem Regenwurm im Rahmen eines Unterrichtsgangs in der freien Natur bauen die Schülerinnen und Schüler eigene Regenwurmbeobachtungskästen, die sie mit lebenden Regenwürmern besiedeln und einrichten. Hier können verschiedene Bodenarten variiert werden. In einer ergänzenden Recherche füllen sie einen Steckbrief über den Regenwurm aus. In Versuchen wird dann Körperbau, Bewegungsablauf und Besonderheiten der Sinneswahrnehmung des Regenwurms erforscht: Die Tiere werden gewogen, gemessen und ihre Bewegungen dokumentiert. Die Kinder führen dazu Versuchsprotokolle und ein Projekttagebuch. In Plenumsgesprächen können die Kinder ihre eigenen Forschungsfragen einbringen (Wie viel frisst der Regenwurm? Hat er Zähne? ...) und sich austauschen. Abschluss des Projekts bildet eine von den Schülerinnen und Schülern erstellte Ausstellung oder PowerPoint-Präsentation . Als Fächerübergreifendes Unterrichtsprojekt kann das Thema neben der Erarbeitung im Sachunterricht auch sprachlich im Fach Deutsch und bildlich im Fach Kunst veranschaulicht werden: Die Entdeckungen und Forschungsergebnisse können im Kunstunterricht nachgezeichnet, unterschiedlichen Techniken dafür eingeführt werden und eigene Bild- und Bastelideen (zum Beispiel Daumenkino zur Gestaltung eines Bewegungsablaufs) entstehen. Im Deutschunterricht können eigene kleine Geschichten oder Gedichte rund um den Regenwurm entstehen. Tiere aus dem Lebensumfeld der Schülerinnen und Schüler im Unterricht zu thematisieren und mit ihnen vertraut zu werden ist wesentliches Ziel des Sachunterrichts in der Grundschule. Im Vordergrund des Projekts steht daher die originale Begegnung mit dem Regenwurm, die genaue Beobachtung dieser Tierart und der Abbau von Berührungsängsten. Die besiedelte Beobachtungskästen im Klassenzimmer ermöglichen eine eingehende Langzeitbeobachtungen des Regenwurms. Darüber hinaus wird durch die tägliche Pflege der verantwortungsbewusste Umgang mit Lebewesen erlernt. Bei der langfristigen Beobachtung der Veränderungen in den Regenwurmkästen wird auch die Bedeutung des Regenwurms für die Humusbildung eindrucksvoll deutlich. Durch die weitgehend selbstständige Planung, Durchführung, Auswertung und Dokumentation der Experimente gewinnen die Kinder erste Einsichten in die Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens. Auch üben sie das selbstgesteuerte Lernen: In wiederkehrenden Plenumsgesprächen berichten und bewerten sie die Ergebnisse ihrer Untersuchungen und Beobachtungen und tauschen sich aus. So kann die Lehrkraft im Hintergrunrd bleiben, bei Bedarf eingreifen und helfen, die Materialien zu sammeln und zu systematisieren. Die Auseinandersetzung mit dem Regenwurm kann medial vielfältig geschehen: So können zum Beispiel Tierbestimmungsbücher eingesetzt oder die Arbeitsweise mit dem Smartphone geübt werden. Auch können die Kinder mit einem Textverarbeitsungsprogramm arbeiten, ein Malprogramm sachgerecht nutzen lernen oder mit einer Software kleine Animationen (beispielsweise zur Fortbewegung des Regenwurms) erstellen. Bei der Zusammenstellung der Ergebnisse für eine Ausstellung in digitaler Form nutzen die Kinder den Computer, Das Tablet oder Smartphone als sinnvolle Medien, um Texte, Bilder, Plakate, Animationen er Videos adressaten- und sachgerecht zu gestalten. Sachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erwerben Sachwissen über Eigenschaften, Lebensweise und Bedeutung des Regenwurms. erhalten erste Einsichten in die Prinzipien wissenschaftlichen Forschens und Arbeitens. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler führen Internetrecherchen zum Thema Regenwurm durch und lernen Informationen kritisch zu hinterfragen. gestalten eine Präsentation. Sozialkompetenz Schülerinnen und Schüler üben den behutsamen und verantwortungsvollen Umgang mit Lebewesen. arbeiten selbstständig. arbeiten kooperativ.

In der Unterrichtseinheit nähern sich die Schülerinnen und Schüler dem Thema "Sucht", ihrer Entstehung, Abhängigkeitspotential und Prävention unter aktuellen Gesichtspunkten und aus unterschiedlichen Perspektiven. Im Mittelpunkt steht eine Recherche zu einem Expertinnen- und Expertenthema sowie eine Podiumsdiskussion. Was ist eine Sucht und wie entsteht sie? Was geschieht dabei im Körper? Kann jede und jeder süchtig werden? – Im Mittelpunkt der Unterrichtseinheit stehen die Möglichkeiten der Suchtprävention , um den "Süchten keine Macht" zu geben. Dafür lernen die Schülerinnen und Schüler die von Suchtmitteln ausgehenden Gefahren, deren Auswirkungen auf das Nervensystem und die damit verbundenen sozialen, psychischen und physischen Folgen des Missbrauchs kennen. Die Unterrichtseinheit unterscheidet zwischen verschiedenen Suchtformen: Neben stoffgebundener Abhängigkeit von Alkohol, Nikotin oder Drogen allgemein werden auch stoffungebundene Abhängigkeiten wie Wettsucht , Spielsucht oder Mediensucht zum Thema gemacht. Nach einem Einstieg in das Thema Sucht werden Inhalte, Ablauf und Organisation einer Podiumsdiskussion besprochen. Die Schülerinnen und Schüler eignen sich "Expertinnen- und Expertenwissen" an, das sie in einem Rollenspiel (Podiumsdiskussion) vortragen. Dafür wird eine entsprechende Aufgabenverteilung in Form von Rollen vorgenommen (Moderatorinnen und Moderatoren, Suchtexpertinnen und -experten, Psychologinnen und Psychologen, betroffene Eltern und Jugendliche, ...). Die Ergebnisse einer fragengeleiteten Recherche sowie die Reflexion des eigenen Verhaltens und Erfahrungen anderer bilden die Grundlage für die abschließende, multiperspektivische Betrachtung. Die Unterrichtseinheit eignet sich sehr gut für einen fächerübergreifenden Unterricht : Während die Inhalte für die Diskussion in Biologie erarbeitet werden können, kann im Fach Deutsch Ablauf und Organisation einer Podiumsdiskussion zum Thema werden, sodass jede Fachkraft im Rahmen des Themas fachspezifische Lehrplanziele umsetzen kann und eine gemeinsame Arbeit an überfachlichen Zielen möglich wird. Das Konzept des Projektes zeichnet sich durch veränderte Lernenden- und Lehrendenrollen aus und ist auf andere Themen übertragbar. Es kann zwar auch mit konventionellen Medien umgesetzt werden, Intra- oder Internetplattformen fördern jedoch die effiziente Teamarbeit. Die ständige Verfügbarkeit der Aufgabenstellungen und Informationsquellen bietet gerade für fächerverbindendes Arbeiten einen großen Vorteil. Die Besprechung der Arbeitsaufgaben, der Organisation und der Umsetzung des Projektes können (entsprechend dem Stundenplan) in beiden Fächern fortlaufend erfolgen. Zeitplan und Diskussionstermin werden gemeinsam abgestimmt und bei Bedarf angepasst. Die Schülerinnen und Schüler sind fast immer selbstständig aktiv und sollten auch zur Weiterarbeit außerhalb der Unterrichtszeit anregt werden. Die Fachlehrkräfte koordinieren, beraten und steuern den Arbeitsprozess. In der von den Moderatorinnen und Moderatoren angeleiteten Diskussion sind sie nur Beobachtende und Bewertende. Im Rahmen der Podiumsdiskussion kommen nicht nur die Expertinnen und Experten auf der Bühne zu Wort, sondern auch Personen aus dem Publikum – alle Schülerinnen und Schüler haben eine Rolle. Bei größeren Klassen empfiehlt es sich daher, die Sprechzeiten zu begrenzen. Auf die Nutzung des Internets für die Recherchen sollte nicht verzichtet werden, da so aktuelle Informationen und Statistiken in den Unterricht mit einbezogen werden können. Diverse Medienpakete zum Thema Sucht und Drogen bieten die Krankenkasse an, zum Beispiel die AOK , oder auch die Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung. Videos sind auch über die Kreis- und Landesmedienstellen erhältlich. Literaturtipps Pressler, Mirjam: Bitterschokolade. (Verlagsgruppe Beltz) Tomsche, Vera: Meine hungernde Seele. (Lübbe Verlag) Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Einflüsse von Drogen auf das Nervensystem und deren Gefahren kennen. wissen, wie stoffgebundene und stoffungebundene Süchte entstehen und erarbeiten Möglichkeiten der Prävention. betrachten die Komplexität der Ursachen für eine Drogenabhängigkeit aus unterschiedlichen Positionen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler organisieren das Lernen selbst. erschließen Quellen aus dem Internet und der Literatur, strukturieren und dokumentieren Informationen. erarbeiten einen Diskussionsbeitrag. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler organisieren und führen eine Podiumsdiskussion. lernen Gesprächs- und Diskussionsmuster kennen. reflektieren ihr Verhalten und respektieren die Haltung anderer.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler ein Messverfahren zur Bestimmung der \(CO_{2} \)-Konzentration im Klassenzimmer kennen, führen dies mithilfe der senseBox durch und leiten daraus geeignete Lüftungsstrategien ab.Das Lüften von Räumen hat im Zuge der Corona-Pandemie an Bedeutung gewonnen. Aber schon immer war eine gute Luftqualität von Relevanz, da mit einer steigenden \( CO_{2} \)-Konzentration im Raum auch die Wahrscheinlichkeit für eintretende Kopfschmerzen, Müdigkeit und Konzentrationsverlust steigt. Daher ist es wichtig, die Qualität der Luft im Klassenraum im Blick zu halten, beispielsweise mit einer \( CO_{2} \)-Ampel. In dieser Unterrichtseinheit wird die senseBox genutzt, um ein Messgerät zu bauen, mit dem die Temperatur und die \( CO_{2} \)-Konzentration im Raum gemessen werden kann. Bei der senseBox handelt es sich um einen Mikrocontroller, an dem unterschiedliche Sensoren mit einem einfachen Steckprinzip angeschlossen werden können. Zur individuellen Nutzung der senseBox muss das Messgerät programmiert werden. Dafür steht die graphische Programmieroberfläche "Blockly für senseBox" zur Verfügung. Wie der Name andeutet, können in dem webbasierten Tool unterschiedliche Blöcke per Drag-and-Drop zusammengefügt werden. Es sind folglich keine Vorkenntnisse im Bereich der Programmierung erforderlich. Um die Daten in Echtzeit verfolgen zu können, wird in dieser Unterrichtseinheit die App Phyphox als Unterstützung herangezogen. Die Lernenden können nach dem Bau und der Programmierung des Messgeräts die Datenerhebung zur \( CO_{2} \)-Konzentration im Klassenraum durchführen. Dabei erzeugen sie durch das Öffnen und Schließen der Fenster und Türen variable Bedingungen und können mithilfe der Visualisierung der Daten in der Phyphox-App Strategien zum Lüftungsverhalten ableiten.Die Schülerinnen und Schüler sitzen tagtäglich in Klassenräumen, weshalb es von großer Bedeutung ist, ihnen optimale Lernbedingungen zu schaffen. Dazu gehört unter anderem eine ausreichende Luftqualität, um Kopfschmerzen und Konzentrationsschwierigkeiten vorzubeugen. Es ist daher wichtig, die Lernenden für dieses alltägliche Thema zu sensibilisieren und ihnen Tipps mit auf dem Weg zu geben, wie sie die \( CO_{2} \)-Konzentration in ihrer Umgebung gering halten können. Methodisch wurde bei dieser Unterrichtseinheit durch den Einsatz der senseBox auf eine interdisziplinäre Herangehensweise gesetzt. Im Sinne der informatischen Grundbildung ist es von Vorteil, fächerübergreifend mit den digitalen Werkzeugen in Berührung zu kommen. Haben die Lernenden beispielsweise bereits in anderen MINT-Fächern mit einer blockbasierten Programmieroberfläche gearbeitet, vertiefen sie ihre Kenntnisse in dieser Unterrichtseinheit. Zudem steigert es die Motivation, wenn sie mit den eigenständig erhobenen Daten arbeiten, anstatt vorgefertigte Tabellen aus den Schulbüchern auszuwerten. Vorkenntnisse der Lernenden Für die beschriebene Umsetzung ist es notwendig, dass die Lernenden den Umgang mit einem Tablet und einem Laptop beherrschen. Allerdings kann diese Kompetenz ab der siebten Klasse vorausgesetzt werden. Durch die Arbeit in der Gruppe haben sie zudem die Möglichkeit, sich gegenseitig zu unterstützen und voneinander zu lernen. Differenzierungsmöglichkeiten Handelt es sich bei den Lernenden um eine besonders starke oder heterogene Gruppe, so können in dieser Unterrichtseinheit ohne viel Aufwand Differenzierungsmöglichkeiten angeboten werden. Zum einen können die Anleitungen unterschiedlich detailliert vorbereitet werden, sodass mehr oder weniger Eigenarbeit in der Gruppe notwendig ist. Zum anderen können die Kreativität und die Problemlösekompetenz gefördert werden, wenn die Lernenden ein höheres Maß an Freiheit bei der Versuchsdurchführung bekommen. Sie können dann beispielsweise ihren eigenen Versuchsaufbau konstruieren und sich variable Bedingungen beim Lüften selbstständig überlegen. Digitale Kompetenzen, die Lehrende zur Umsetzung der Unterrichtseinheit benötigen Zur Durchführung dieser Unterrichtseinheit sollte die Lehrkraft in der Bedienung eines Laptops/Computers geübt sein. Zudem sollte sie mit der senseBox vertraut sein, um den Lernenden Hilfestellungen anbieten zu können. Das dafür notwendige Wissen kann sich in kurzer Zeit mithilfe dieser Anleitung angeeignet werden. Es ist folglich nicht notwendig, umfassende Kenntnisse im Bereich der Informatik aufzuweisen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beurteilen verschiedene Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. planen einfache Experimente, führen die Experimente durch und/oder werten sie aus. beschreiben und erklären Struktur und Funktion von Organen und Organsystemen, zum Beispiel bei der Stoff- und Energieumwandlung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler identifizieren passende Werkzeuge zur Lösung. passen digitale Umgebungen und Werkzeuge zum persönlichen Gebrauch an. planen und verwenden eine strukturierte, algorithmische Sequenz zur Lösung eines Problems. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren und argumentieren in verschiedenen Sozialformen. stellen Ergebnisse und Methoden biologischer Untersuchung dar und argumentieren damit. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler fördern ihr kritisches Denken, indem sie die Messmethode kritisch reflektieren und hinterfragen. stärken ihre Kreativität, indem sie ein eigenes Messgerät konfigurieren und mit den eigenständig erhobenen Daten arbeiten.

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler das Grundprinzip und die Einsatzmöglichkeiten der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und der Antigen-Schnelltests kennen. Die Schülerinnen und Schüler lernen in dieser Unterrichtseinheit beide Verfahren (PCR und Antigen-Schnelltests) sowie Vor- und Nachteile der Methoden kennen und erfahren, in welchem Zusammenhang diese eingesetzt werden. Außerdem erarbeiten sie sich, wie präzise die Methoden eine Infektionskrankheit (zum Beispiel COVID-19) nachweisen können. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Schutz- und Heilimpfungen ", " Impfstofftypen " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine Methode/ein Verfahren zur Vervielfältigung von Erbsubstanz. Während diese Methode unter anderem zu den Standardmethoden in der medizinischen Diagnostik zur Vervielfältigung von Virus-Erbgutgehört, war das Verfahren vor dem Beginn der COVID-19-Pandemie nur wenigen Menschen ein Begriff. Da die PCR jedoch zu Beginn der Pandemie die einzige zuverlässige Methode zum Nachweis einer Infektion war, wurde der Begriff schnell auch derbreiten Bevölkerung bekannt. Dabei wird die PCR nicht nur zur Diagnose von Krankheiten verwendet: Sie wird beispielsweise auch zur Analyse von Verwandtschaftsverhältnissen und in der Kriminalistik verwendet, um DNA-Spuren zu analysieren und mögliche Täterinnen und Täter zu finden. Im Verlauf der Pandemie wurden auch sogenannte Schnelltests zum Nachweis einer Infektion mit SARS-CoV-2 entwickelt und zugelassen. Mittlerweile sind sie ein häufig benutztes Verfahren, um Infektionen auszuschließen. Der entscheidende Vorteil gegenüber der PCR-Methode ist, dass ein Testergebnis bereits nach rund 15 Minuten vorliegt. Im Gegenzug sind Schnelltest weniger genau, weshalb nach einem positiven Schnelltest immer auch ein PCR-Test erfolgen muss, um eine Infektion zweifelsfrei belegen zu können. Das Grundprinzip des Schnelltests wird allerdings nicht nur beim Nachweis von Infektionskrankheiten verwendet. Beispielsweise basieren auch Schwangerschaftstests auf demselben Prinzip. Didaktisch-methodische Analyse In der Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Lernenden einen Großteil durch eigenständige Recherche selbst. Dabei werden sie durch kurze Informationstexte zu Beginn jeder Aufgabe unterstützt. Dennoch sind sie angehalten, unklare Begrifflichkeiten und essenzielle Informationen zum Bearbeiten der Aufgaben selbstständig zu recherchieren, zu strukturieren und zu bewerten. Im Sinne der Differenzierung können alle möglichen Begriffe der Abbildung auf Arbeitsblatt 2 bereits vor dem Bearbeiten der Aufgabe genannt werden, sodass die Lernenden bei der Begriffswahl eingeschränkter sind. Dies bietet sich vor allem für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler an. Fächerverbindend zum Mathematikunterricht berechnen die Lernenden außerdem Prozentwerte zum Abschluss des Arbeitsblatts. Dabei erkennen sie, dass Schnelltests zwar ein schnelles Ergebnis liefern, es aber durchaus vorkommen kann, dass Personen zu Unrecht positiv oder negativ getestet werden, und dass dies vor allem bei großen Testgruppen ein entscheidender Faktor sein kann. Der Lehrkraft ist es freigestellt, ob sie die Lösungen mit der gesamten Lerngruppe bespricht. Alternativ kann sie auch die richtigen Lösungen zum eigenständigen Kontrollieren auslegen. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten Vorkenntnisse im Bereich der Genetik und speziell im Aufbau und in der Vervielfältigung von DNA besitzen. Um zu verstehen, welche "Materialien" für eine PCR verwendet werden und wie diese abläuft, sollten die Lernenden die wesentlichen Bestandteile der DNA sowie notwendige Enzyme und biochemische Abläufe bei der Vervielfältigung der Erbsubstanz kennen. Für die Berechnung der falsch-negativen und falsch-positiven Schnelltest sind die Grundlagen der Prozentrechnung ausreichend und lassen sich auch mittels Dreisatzes einfach darstellen. Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht in den Jahrgangsstufen 11 bis 13. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Grundprinzipien biologischer Arbeitstechniken und biotechnologischer Verfahren (PCR und Antigen-Schnelltests) zum Nachweis von Krankheiten und weiterer Einsatzmöglichkeiten. erläutern den Ablauf der Polymerase-Kettenreaktion und von Antigen-Schnelltests. analysieren mögliche Fehler bei der Durchführung von Schnelltests und bewerten die Zuverlässigkeit. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen das Smartphone oder den PC zur Recherche. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler helfen sich gegenseitig bei Fragen und Problemen. bereiten ihre Ergebnisse adressatengerecht auf.

In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich die Lernenden, welche Impfstoffarten (Lebendimpfstoff, Totimpfstoff, Vektorimpfstoff und mRNA-Impfstoff) es gibt und wie sie im Körper wirken. Zusätzlich werden Herstellungs- und Zulassungsverfahren für neue Impfstoffe thematisiert.Neben den Totimpfstoffen und Lebendimpfstoffen sind im Zuge der COVID-19-Pandemie zwei weitere Impfstofftypen zum Einsatz gekommen: Vektor-Impfstoffe und mRNA-Impfstoffe. Die Lernenden erfahren, wie die neuartigen Impfstoffe für einen Impfschutz sorgen und worin sie sich zu den "herkömmlichen" Impfstoffen unterscheiden. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Schutz- und Heilimpfungen ", " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die COVID-19-Pandemie gibt dem Thema "Impfung" derzeit eine besondere Wichtigkeit. Gerade Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I benötigen jetzt fundiertes Wissen über Impfstoffe und darüber, wie deren Sicherheit gewährleistet wird. Nur so können sie vernünftige Entscheidungen für ihre eigene Gesundheit treffen – beispielsweise, ob sie sich impfen lassen oder nicht. Didaktisch-methodische Analyse Spätestens seit Ausbruch der Corona-Pandemie ist es für Schülerinnen und Schüler sehr wichtig, sich mit dem Thema "Impfen" auseinanderzusetzen. Zum einen, weil das Thema in den sozialen Medien weiterhin stark vertreten ist und zum anderen, weil viele sich für oder gegen eine Impfung entscheiden wollen beziehungsweise sollen. Erschwert wird diese Entscheidung dadurch, dass die Impfstoffe neu sind und damit Unklarheiten bezüglich ihrer Sicherheit und Wirksamkeit bestehen können. Die öffentliche Debatte bewirkt zudem einen gewissen Entscheidungsdruck, während gleichzeitig falsche oder falsch eingeordnete Informationen, vor allem im Internet, kursieren. Der Einstieg über die Entwicklung von Impfstoffen greift die Vorstellungen der Lernenden auf und ordnet sie, stellt sie richtig und ergänzt sie. Im nächsten Schritt schauen sich die Lernenden die verschiedenen Impfstofftypen genauer an, um ihre Wirkweise und damit verbundene Vor- und mögliche Nachteile herauszustellen. In einem Expertinnen- und Experten-Puzzle (in 4er-Gruppen) erarbeiten sich die Lernenden die Unterschiede der einzelnen Impfstofftypen. Eine Differenzierung ist dadurch möglich, dass die Texte über Lebend- und Totimpfstoffe leichter zu verstehen sind und weniger Vorwissen voraussetzen (im Vergleich zu Vektor- und mRNA-Impfstoffen). Jede Person der Gruppe beschäftigt sich dabei mit einem Impfstofftyp (Material 1 bis 4). Sie füllen dazu individuell einen Steckbrief (Arbeitsblatt 1) aus. Anschließend präsentieren sich die Lernenden gegenseitig in der Gruppe ihre Impfstofftypen. Sie sind somit die Expertin/der Experte für einen bestimmten Impfstoff. Die anderen Personen der Gruppe füllen ihre Mindmap (Material 5) aus beziehungsweise ergänzen diese, sodass alle Lernenden am Ende der Stunde einen guten Überblick über alle vier Impfstofftypen haben. Dies benötigt weniger Zeit und ist für viele der Lernenden angenehmer, als bei einer Präsentation vor der gesamten Klasse zu stehen. In der folgenden Stunde wird das Zulassungsverfahren für Impfstoffe genauer betrachtet, da auch dies den Lernenden zeigen kann, dass eine größtmögliche Sicherheit der Impfstoffe gewährleistet werden kann, auch wenn sie neu sind und das Zulassungsverfahren im Falle der COVID-19-Impfstoffe beschleunigt wurde. Dazu werden einige Begriffe (Material 6) im Raum verteilt. Die Lernenden laufen durch den Raum, treffen sich an einem Begriff und tauschen sich dazu aus, was die Begriffe ihrer Meinung nach bedeuten. Anschließend bearbeiten sie Arbeitsblatt 2. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten den Aufbau der Zelle und die grundlegenden Funktionen des Immunsystems kennen. Zudem besitzen sie Kenntnisse in Genetik (DNA, RNA, Proteinbiosynthese). Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht ab Jahrgangsstufe 9. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und strukturiert dar. erklären naturwissenschaftliche Phänomene mit Modellvorstellungen. begründen eigene Entscheidungen unter Verwendung naturwissenschaftlichen Wissens. erarbeiten sich die verschiedenen Impfstofftypen sowie deren Wirkmechanismen. beschreiben das Zulassungsverfahren von Impfstoffen und erkennen, wie das Zulassungsverfahren beschleunigt werden kann. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler präsentieren Arbeitsergebnisse adressatengerecht. arbeiten in einer Gruppe zielgerichtet zusammen.

Die Unterrichtseinheit vermittelt Basiswissen zum Mechanismus und zur Wirksamkeit von Impfungen. Fachbegriffe wie Heil- und Schutzimpfung sowie Grundimmunisierung und Auffrischungsimpfung werden erläutert, um Lernenden eine Grundlage für fundierte Risikoabschätzung und Entscheidungshilfe in Bezug auf ihre eigene Gesundheit zu geben.In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler die Grundprinzipien der beiden Impfungen kennen und erarbeiten anhand eines Impfkalenders, zu welchem Zeitpunkt eine Impfung gegen eine bestimmte Krankheit empfohlen wird. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Funktionsweise des Immunsystems ", " Impfstofftypen ", " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die Funktion unseres Immunsystems spielt in den Lehrplänen der Sekundarstufe I eine wichtige Rolle. Die COVID-19-Pandemie gibt dem Thema derzeit eine besondere Wichtigkeit, da jeder Mensch betroffen ist und die Eindämmung der Pandemie das vorherrschende Thema in der öffentlichen Berichterstattung ist. Das Wissen über die Wirkung einer Impfung und die Kenntnis der Begriffe rund um dieses Thema ermöglicht es den Lernenden, sich eine auf wissenschaftlichen Fakten beruhende Meinung zu bilden und Entscheidungen für ihre eigene Gesundheit zu treffen. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten die grundlegende Funktionsweise des menschlichen Immunsystems kennen. Didaktisch-methodische Analyse Die Schülerinnen und Schüler müssen sich zurzeit verstärkt mit dem Thema "Impfen gegen COVID-19" auseinandersetzen und Entscheidungen für ihre Gesundheit treffen. Impfungen zählen zu den wichtigsten und wirksamsten Maßnahmen im Umgang mit Infektionskrankheiten. Die Lernenden müssen nachvollziehen können, was im menschlichen Körper passiert, wenn eine Impfung erfolgt und welche Konsequenzen diese Abläufe haben. Zudem ist es erforderlich, die verschiedenen Begriffe rund um das Thema "Impfung" zu kennen und einordnen zu können. Der gemeinsame Einstieg durch die Methode Think-Pair-Share aktiviert das bereits vorhandene Wissen der Lernenden zum Thema "Impfungen" und knüpft an ihre konkreten Lebenserfahrungen an. Die Bearbeitung des ersten Arbeitsblattes ermöglichtes darauf aufzubauen, bringt gleichzeitig wichtige neue Begriffe auf und kann auch helfen, falsche Vorstellungen zu berichtigen. Die Bearbeitung der Begriffe "Heil- und Schutzimpfung" sowie "Grundimmunisierung" und "Auffrischungsimpfung" erfolgt in arbeitsteiliger Paararbeit, um ein reines "Abarbeiten" der Informationstexte zu verhindern. Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht an Real- und Gesamtschulen sowie an Gymnasien in den Jahrgangsstufen 8 bis 10. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen ihr Fachwissen über das Immunsystem, um die Mechanismen des Impfens nachzuvollziehen. stellen naturwissenschaftliche Zusammenhänge sachlich und logisch dar (unter anderem Infektion, Immunität, Immunisierung). wenden Fachbegriffe korrekt an (unter anderem Infektionskrankheiten, Immungedächtnis, Impfungen). können den Unterschied zwischen passiver und aktiver Immunisierung erklären. können Positionen zum Thema Impfung auch im Internet recherchieren, auswerten, Strategien und Absichten erkennen und unter Berücksichtigung der Empfehlungen der Ständigen Impfkommission kritisch reflektieren. vertreten aufgrund biologischer Kenntnisse einen begründeten Standpunkt zum Impfen und zum eigenen Impfverhalten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler präsentieren Arbeitsergebnisse adressatengerecht. arbeiten mit einer Partnerin oder einem Partner zielgerichtet zusammen. können ihren eigenen Standpunkt in der aktuellen Kontroverse zur Impfung gegen COVID-19 darlegen.

In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich Lernenden mit Texten und Abbildungen die Arbeitsweise des menschlichen Immunsystems (unspezifische und spezifische Abwehr). Dabei erfahren sie, welche Komponenten des Körpers und welche Zellen grundsätzlich an den Vorgängen der Immunabwehr beteiligt sind. Die Erarbeitung kann in Einzelarbeit oder in arbeitsteiliger Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen.Zur Einführung in die Thematik erarbeiten sich die Lernenden die grundlegende Funktionsweise des Immunsystems. Dabei unterscheiden sie zwischen spezifischer und unspezifischer Immunabwehr und sie lernen die daran beteiligten Zellen des menschlichen Körpers kennen. Die Unterrichtseinheit ist Teil des Materialpakets " Impfungen: kleiner Piks – große Wirkung ", das in Zusammenarbeit mit dem Fonds der Chemischen Industrie (dem Förderwerk des Verbandes der Chemischen Industrie e. V.) entstanden ist. Das Materialpaket beinhaltet vier weitere Unterrichtseinheiten zu den Themen " Schutz- und Heilimpfungen ", " Impfstofftypen ", " Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests " und " Globalisierung als Treiber von Pandemien? " sowie einen einführenden Leitartikel . Relevanz des Themas Die Funktion unseres Immunsystems spielt in den Lehrplänen der Sekundarstufe I eine wichtige Rolle. Die COVID-19-Pandemie gibt dem Thema eine besondere Aktualität, da die Bekämpfung der Pandemie das vorherrschende Thema in der öffentlichen Berichterstattung ist. Verständnis für die Funktion der körperlichen Abwehr ist für die Lernenden aktuell besonders wichtig, damit sie in der Lage sind, die vielen Informationen zu bewerten und die für sie notwendigen Informationen herauszufiltern. Didaktisch-methodische Analyse Die erstaunlichen Leistungen des menschlichen Immunsystems, das sich praktisch ununterbrochen und meistens erfolgreich mit Krankheitserregern auseinandersetzt, werden von uns in der Regel nur dann wahrgenommen, wenn wir erkrankt sind. Durch die COVID-19-Pandemie gewinnt das Thema an Bedeutung, denn die Schülerinnen und Schüler müssen sich mit dem Thema "Impfen gegen COVID-19" auseinandersetzen und Entscheidungen für ihre Gesundheit treffen. Für diese Entscheidungen müssen sie verstehen können, was mit ihrem Körper passiert, wenn Krankheitserreger eindringen und wie eine Impfung dem Immunsystem hilft. Das Immunsystem selbst ist äußerst komplex und wissenschaftlich noch nicht vollständig erfasst. Um die Lernenden nicht zu überfordern, erfolgt eine deutliche didaktische Reduzierung der Inhalte, damit die grundlegenden Abläufe der Immunabwehr verstanden werden können. Eine Erarbeitung der Texte in Partnerarbeit kann dabei zusätzliche Sicherheit geben. Die Lernenden sind angehalten, sich gegenseitig bei Fragen und Problemen zu helfen. Dabei können ihnen einige Leitfragen zur eigenständigen Recherche behilflich sein. Diese können bei Bedarf und auch zur Vertiefung der Inhalte im Sinne der Binnendifferenzierung an alle oder ausgewählte Schülerinnen und Schüler ausgegeben werden: Welche Teile des Körpers dienen dazu, Erreger erst gar nicht eindringen zu lassen? Wo befinden sich Zellen, die eingedrungene Erreger bekämpfen? Wie heißen diese Zellen? Was machen sie jeweils? Wie entsteht die spezifische Abwehr? Was sind Antigene? Wozu nutzen die Zellen diese Antigene? Wie heißen die Zellen, die die Erreger bekämpfen? Wie sehen sie aus? Was machen sie jeweils? Was können Antikörper? Das Material eignet sich zum Einsatz im naturwissenschaftlichen Unterricht in Gesamtschulen, Gymnasien und Realschulen in den Jahrgangsstufen 8 bis 10. Vorkenntnisse Der grundsätzliche Aufbau des menschlichen Körpers sowie der Zellen sollte den Lernenden bekannt sein. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können die wesentlichen Bestandteile des Immunsystems darstellen. beschreiben die Aufgaben verschiedener Immunzellen. erklären die Vorgänge der spezifischen Abwehr mit einem Antigen-Antikörper-Modell beziehungsweise einem Antigen-Rezeptor-Modell im Fall der T-Zellen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen komplexere biologische Zusammenhänge adressatengerecht dar. helfen sich gegenseitig bei Fragen und Problemen.

Diese Unterrichtseinheit zum Thema Viren gibt den Lernenden einen Einblick in die Vorgehensweise bei der Erforschung von Krankheiten, ihren Ursachen und der Entwicklung entsprechender Tests, Medikamente und Impfungen. Außerdem beschäftigen sich die Lernenden mit drei verschiedenen Viren und den Krankheiten, die sie auslösen: Hepatitis-C, HIV und SARS-CoV-2. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.Im Unterrichtsgespräch erfahren die Lernenden, wie die Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin aus dem Jahr 2020 jeweils dazu beigetragen haben, den Auslöser der Hepatitis-C-Erkrankung nachzuweisen. Zunächst erarbeiten sich die Lernenden eine Zeitleiste, die die Entdeckung des Hepatitis-C-Virus bis zur Verleihung des Nobelpreises übersichtlich darstellt. Außerdem erklären sie anhand eines Videos, warum Viren so "erfolgreich" sind. In einem Expertenpuzzle fassen sie danach Informationen über unterschiedliche Viren und ihre Vermehrung zusammen, präsentieren sie und sprechen über Schutzmaßnahmen, die eine Infektion verhindern könnte. Dazu erstellen die Lernenden einen Steckbrief zu den einzelnen Viren. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht . Das Thema Viren im Unterricht Neben der Corona-Pandemie gab es schon immer Krankheiten, die viele Menschenleben kosteten, bis Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler herausfinden konnten, wodurch sie verursacht werden und was gegen sie hilft. Auch in der Zukunft wird es immer wieder neue Krankheiten geben, die durch bis dahin unbekannte Erreger ausgelöst werden. Schülerinnen und Schüler können mit biologischem Grundwissen zu diesem Thema Verständnis für die Maßnahmen zur Vorbeugung und zur Bekämpfung verschiedener Krankheitserreger entwickeln. Dies kann ihr eigenes Handeln zur Erhaltung ihrer Gesundheit und der ihrer Mitmenschen beeinflussen. Vorkenntnisse Grundwissen in Molekularbiologie sowie Genetik und über den Aufbau von Bakterien und tierischen (wie menschlichen) Zellen sollten vorhanden sein. Grundkenntnisse über den Bau von Viren können je nach Lerngruppe hilfreich sein. Didaktische Analyse Dass in der heutigen Zeit so viele Krankheitserreger bekannt sind und gegen viele auch Medikamente oder Impfungen existieren, ist keine Selbstverständlichkeit. Die Entdeckung und Erforschung von Viren dauerten früher meist mehrere Jahrzehnte. Dass das SARS-CoV-2 Virus so schnell erforscht werden und eine Impfung entwickelt werden konnte, ist das Ergebnis der Vorarbeit vieler Forschender aus dem vergangenen Jahrhundert. Deren Arbeit lieferte unter anderem die Grundlage für heutige Forschungen. Mit der Entdeckung und Erforschung des Hepatitis-C-Virus wurde daher nicht nur Grundlagenforschung betrieben, sondern gleichzeitig war es Voraussetzung für die Behandlung und Verhinderung einer Infektion mit der Krankheit durch Bluttransfusionen. Es ist davon auszugehen, dass durch diese Arbeit perspektivisch tausende Menschenleben gerettet werden. Daher wurden den Forschenden der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin verliehen. Mit der Unterrichtseinheit erhalten die Lernenden daher nicht nur einen Überblick über den Aufbau und die Vermehrung von Viren im Allgemeinen, sondern sie erkennen auch, wie wichtig dieser Meilenstein für unser Leben und auch zukünftige Forschungen ist. Dabei lernen Sie drei verschiedene Viren kennen, die in der Menschheitsgeschichte bisher eine große Rolle gespielt haben. Neben dem Hepatitis-C-Virus beschäftigen Sie sich zudem noch mit dem HI-Virus und dem SARS-CoV-2 Virus. Methodische Analyse Zunächst erfolgt der Einstieg durch das (gemeinsame) Lesen des Informationstextes zum Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2020. Die Lernenden stellen übersichtlich in einer Zeitleiste dar, wie das Hepatitis-C-Virus entdeckt, erforscht und Therapien gegen die Leberkrankheit entwickelt wurden. Zudem schauen sie sich ein Video an, das in Kürze noch einmal die wichtigsten Informationen über den Aufbau und die Entwicklung von Viren darstellt. Dieser Teil ist als optional anzusehen, sollten die wichtigsten Informationen zu Viren bereits bekannt sein. In einem Expertenpuzzle erarbeiten sich die Lernenden in Dreiergruppen je ein bestimmtes Virus: Das Hepatitis-C-, das HI- oder das SARS-CoV-2-Virus. Dazu erstellen sie jeweils einen Steckbrief, der die wichtigsten Informationen zum Virus zusammenfasst. Abschließend präsentieren sich die Lernenden ihre Steckbriefe und fertigen gemeinsam eine Mindmap an, sodass alle in der Gruppe einen guten Überblick über die drei Viren erhalten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen Bau und Prinzip der Vermehrung von Viren. erfahren, wie Infektionskrankheiten bekämpft werden. leiten aus Informationen sinnvolle Handlungsschritte ab. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren wichtige Informationen zur Erstellung des Steckbriefes im Internet. nutzen den PC oder das Smartphone zum Anschauen eines Videos, das die Grundlage für die Bearbeitung der Aufgaben ist. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bereiten Arbeitsergebnisse adressatengerecht auf. arbeiten zielorientiert in einer Gruppe zusammen. sind sich ihrer Verantwortung als Experte in der Gruppe bewusst.

Diese Unterrichtseinheit zum Thema "Die Biologie der Zecken und Krankheiten durch den Zeckenbiss" bringt den Schülerinnen und Schülern die Biologie der Zecke näher und klärt über Krankheiten – wie Borreliose und Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) – auf, die durch Zeckenbisse übertragen werden. In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Biologie der Zecke sowie über durch sie übertragbare Krankheiten . Dabei stehen ihnen zwei Arbeitsblätter mit Recherche-Aufträgen und Linkvorschlägen zur Verfügung. Für diese Internetrecherche mit anschließender Präsentationsmöglichkeit werden Smartphones, Laptops oder Computer sowie – je nach Präsentationsform – Plakate benötigt. Diese Unterrichtseinheit bietet sich sowohl für den Präsenz- als auch den Distanzunterricht an. Nach einem assoziativen Einstieg (der natürlich auch mit Bildern oder Realien erfolgen kann), werden die Lernenden in passende Arbeitsformen eingeteilt – hier ist Binnendifferenzierung nach Sozialform und Arbeitsauftrag möglich. Sie bearbeiten dann den entsprechenden Arbeitsauftrag auf dem Arbeitsblatt und können die dort angegeben Links für ihre Recherche nutzen. Die Recherche-Ergebnisse werden schriftlich in PowerPoint-Präsentationen oder aber klassisch auf Plakaten festgehalten. Die Präsentationen können dann in der Klasse oder aber per Galerie-Rundgang oder in Gruppen-Puzzeln gehalten werden. Sinnvoll ist es hier, dass die präsentierenden Lernenden circa drei Quiz-Fragen am Ende ihrer Ergebnis-Vorstellung an ihre Zuhörerinnen und Zuhörer richten, um die Aufmerksamkeit während der Präsentation zu sichern. Auch sollten ihre Ergebnisse auf den Arbeitsblättern mitgeschrieben werden. Hintergrundinformationen: Die kleinen Blutsauger können problemlos durch Auftragen von Öl oder Klebstoff wieder entfernt werden? Halt! Ist Ihnen der Fehler aufgefallen? Für ein Wissens-Update zu Zecken existieren interessante Quellen im Internet, die Sie auch Ihren Schülerinnen und Schülern zur Erkundung des Themas zugänglich machen sollten. Aber hier zunächst die Richtigstellung: Zecken sind keine Insekten, sie gehören zur Familie der Milben, also zu den Spinnentieren. Sie leben am Boden, im Unterholz, an Gräsern und Sträuchern in bis zu 1,5 Metern Höhe. Von dort lassen sie sich von ihren Wirten abstreifen und suchen sich dann eine geeignete Stelle zum Stechen und Blutsaugen. Beim Entfernen von Zecken sollte man Manipulationen wie das Auftragen von Substanzen (Öl, Klebstoff) oder Drehen und Quetschen des Parasiten vermeiden. Dadurch vergrößert sich nur die Infektionsgefahr. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich Grundlagen der Biologie der Zecke (Lebensraum, Entwicklungszyklus, Verhalten). lernen die mit einem Zeckenstich übertragbaren Krankheiten kennen (Erreger, Symptomatik). lernen Risiken einer Infektion einzuschätzen (Endemiegebiete, richtiges Verhalten nach einem Stich, Schutzmöglichkeiten). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler informieren sich und recherchieren zu dem Thema im Internet. nutzen eine Webseite aufgabenorientiert und werten eigenständig Informationen aus. nutzen ihr Smartphone, Tablet oder ihren Computer. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erstellen sich eigenständig eine Übersicht. arbeiten kooperativ.