Unterrichtsmaterialien → Chemie Sekundarstufen

Tipp der Redaktion

Feuer und Verbrennung

In dieser Unterrichtssequenz lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau einer Flamme am Beispiel einer Kerzenflamme kennen.

Tipp der Redaktion

Allgemeine Chemie

In dieser Unterrichtseinheit untersuchen die Lernenden anhand eines Erklärvideos die Eigenschaften und Bedeutung von Kohlenstoff.

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Woraus bestehen Autos?

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler am Beispiel Autobau verschiedene chemische und physikalisch-technische Zusammenhänge hinsichtlich der Werkstoffzusammensetzung von Autos und deren Recycling-Möglichkeiten kennen. Darüber hinaus werden Bezüge zu Wirtschaft, Nachhaltigkeit und Ökologie hergestellt.Die Unterrichtseinheit lehnt sich an die Vorgaben des Lehrplans für die Sekundarstufe I für die Fächer Physik und Chemie an. Sie hat (lehrplangemäß) eine naturwissenschaftliche Grundbildung zum Ziel, die darin schult, naturwissenschaftliche Beobachtungen auf verschiedene Fächer und Sachbereiche zu übertragen und Zusammenhänge herzustellen. Zudem trägt sie einen Teil dazu bei, die Schülerinnen und Schüler für Herausforderungen und Chancen einer sich stetig verändernden Welt vorzubereiten. Thematischer Anker der Unterrichtseinheit ist der Autobau als einem der wichtigsten Wirtschaftszweige unseres Landes. Die Unterrichtseinheit verdeutlicht, dass die Branche großen Veränderungen unterliegt. Es gilt, Nachhaltigkeit , Wirtschaftlichkeit, bewussten Umgang mit Ressourcen und technische Anforderungen unter einen Hut zu bringen, bei gleichzeitiger Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit der Branche. Die Unterrichtseinheit greift diese komplexen Zusammenhänge auf, indem einzelne Aufgaben auch die Aspekte Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Forschung thematisieren. Die Unterrichtseinheit ist konzipiert nach dem Prinzip des handlungsorientierten Lernens. Sie verknüpft Alltagswissen mit Beobachtungen sowie aus Sachtexten gewonnenen Informationen. Auch dem Experimentieren räumt sie Raum ein. Sie entspricht so den im Lehrplan festgeschriebenen prozessbezogenen Kompetenzbereichen der Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf dem Erarbeiten der im Auto verbauten Roh- und Werkstoffe. Die neuesten Entwicklungen in der Materialforschung sowie in der Automobiltechnik können die Schülerinnen und Schüler sowohl durch eigene Recherche als auch durch die Auswertung vorgegebener Sachtexte herausarbeiten.Das Thema Autobau und die Bedeutung des Autos in einer sich verändernden Welt liefert eine gute Basis für die Behandlung sowohl in den Naturwissenschaften als auch in den Fächern Sozialkunde, Geografie, Wirtschaft und/oder Ethik. Die Unterrichtseinheit geht damit auch auf die im Lehrplan geforderte naturwissenschaftliche Grundbildung ein, nach der Erkenntnisse im Wechselspiel der Fächer Chemie und Physik/Technik (ferner: Biologie) betrachtet werden sollen. Gleichzeitig regt die Unterrichtseinheit die Schülerinnen und Schüler zur Verknüpfung mit Alltagsbeobachtungen und Phänomenen aus der eigenen Lebenswelt an. In den Fächern Sozialkunde, Wirtschaft und/oder Ethik kann sich die Unterrichtsgestaltung um die Themen Nachhaltigkeit, Recycling, Ressourcenschonung und Ökologie drehen. Durch entsprechende Gewichtung der Aufgaben können hier im Unterrichtsverlauf nochmals eigene Schwerpunkte gesetzt werden. Die Differenzierung der Fragen in den Arbeitsblättern ermöglicht das Arbeiten sowohl mit Schülerinnen und Schülern ohne Vorkenntnisse als auch mit jenen, die schon auf einschlägige Vorkenntnisse zurückgreifen können. Didaktisch-methodisch wird ein Wechsel aus Lehrenden-zentriertem Unterricht und Paar- beziehungsweise Gruppenarbeit angestrebt. Zu betonen sei jedoch, dass auch die Lehrenden-zentrierten Phasen eine Aktivierung der Schülerinnen und Schüler beinhalten, beispielsweise durch die Methoden Brainstorming oder Assoziieren. Ein Fokus liegt überdies bei der Medienrecherche (online) sowie beim Herausfiltern von Informationen aus vorgegebenen Texten und der Wiedergabe herausgefilterter Erkenntnisse mit eigenen Worten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende chemische, physikalische Zusammenhänge kennen. verknüpfen Unterrichtsinhalte mit Alltagsbeobachtungen. stellen eine Verbindung zu den Fächern Wirtschaft, Sozialkunde, Ethik her. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Geläufigkeit beim Ausformulieren und Präsentieren von Informationen. trainieren das Herausfiltern von relevanten Informationen aus Sachtexten. stärken ihre Fähigkeit, den Computer für die Recherche zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Routine in Paar- und Gruppenarbeit. entwickeln ihre Fähigkeit, Arbeitsergebnisse zu präsentieren und zu kommunizieren.

  • Chemie / Natur & Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I

Haare färben im Chemie-Unterricht

Unterrichtseinheit

Möglichkeiten des Haarefärbens kennenlernen und experimentieren: In dieser handlungsorientierten und kooperativ ausgelegten Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Möglichkeiten des Haarefärbens kennen, dauerhaft und temporär. Sie erhalten einen kurzen Überblick über den Aufbau des Haars und erarbeiten die Abläufe beim Färben mit oxidativen Haarfarben.Beim Experimentieren mit verschiedenen temporären Haarfarben oder bei der Untersuchung verschiedener Packungen mit Haarfarben und Tönungen stellen die Lernenden Unterschiede in Aussehen und Haltbarkeit der unterschiedlichen Farben fest. Anschließend erarbeiten sie sich in Einzel- und Paararbeit den Aufbau des Haars und die Funktionsweise temporärer, semipermanenter und permanenter Haarfarben. Als Abschluss verfassen die Lernenden einen kurzen Fachtext über dauerhafte und temporäre Haarfarben. Das Thema Haare färben im Chemie-Unterricht Diese Unterrichtseinheit lässt sich in das Inhaltsfeld "Säuren, Laugen, Salze" integrieren, aber auch später in den Bereich "Produkte der Chemie". Die Möglichkeit, die eigene Haarfarbe zu ändern, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit allen Lernenden bewusst und nicht wenige haben bereits Erfahrungen – im Friseursalon oder zuhause – mit verschiedenen Arten der Färbung gemacht. Damit besteht ein deutlicher Bezug zum Leben der Schülerinnen und Schüler und ein echter Grund, sich mit dem chemischen Hintergrund des Haarefärbens zu beschäftigen. Der handlungsorientiere Einstieg (Färben von Wolle) motiviert erfahrungsgemäß sehr. Gleichzeitig können dabei Fragen aufkommen, die durch die Unterrichtseinheit direkt geklärt werden. Der alternative Einstieg führt gezielt zur Erarbeitung, gleichzeitig wird eine Alltagskompetenz eingeübt – Beipackzettel lesen und verstehen. Welcher Einstieg der richtige ist, hängt von der Lerngruppe und den zeitlichen und materiellen Voraussetzungen ab. Die Paararbeit durch die kooperative Methodik "Fragen auf den Tisch" ist gut für die Textarbeit der Erarbeitungsphase geeignet, sie schafft Motivation für das Lesen eines Textes, bietet die Möglichkeit zur körperlichen Bewegung und beinhaltet eine gewisse Differenzierung (erst die leichten Fragen, dann die schwereren, der Läufer / die Läuferin konzentriert sich jeweils auf die Frage, der Schreiber / die Schreiberin sucht die Antwort). Vorbereitung Für den Einstieg mit dem Färben der Wolle werden verschiedene temporäre Haarfarben benötigt: Farbsprays, Haarkreiden, Tönungsshampoo, außerdem Handschuhe, ungefärbte Wolle (am besten entfettet), normales Haarshampoo und entsprechende Behälter (Bechergläser, Petrischalen...). Für den alternativen Einstieg werden Packungen mit Blondierung, dunklerer Haarfarbe, Intensivtönung und Tönungsshampoo benötigt. Die Methode "Fragen auf den Tisch" Das Ziel ist, schnell und effektiv Antworten in einem Text zu finden. Das motiviert Lernende besonders. Der Ablauf besteht darin, dass jedes Paar einen Informationstext erhält. Die Fragen zum Text liegen an einer (oder an mehreren Stellen) im Raum aus. Eine Person ist die Läuferin / der Läufer, er/sie geht zum Fragezettel, merkt sich die Frage und gibt sie an seine/-n Partner/-in weiter. Die Antwort wird aus dem Text gesucht und notiert. Anschließend wird die zweite Frage gemerkt, weitergegeben und beantwortet. Für die Textarbeit gibt es eine Zeitvorgabe, die nicht zu großzügig sein sollte. Die Rollen können nach der Hälfte der Fragen / der Zeit gewechselt werden. Eine Besprechung erfolgt durch aushängende Lösungszettel oder per Besprechung im Plenum. Wichtige Regeln sind dabei, dass die Fragezettel an ihrem Platz bleiben und dass nur geflüstert wird. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen Unterschiede in Aussehen und Haltbarkeit verschiedener Haarfarben. beschreiben chemische Färbevorgänge von temporären, semipermanenten und permanenten Haarfarben. erläutern den Aufbau des Haars. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten in Gruppen oder Paararbeit chemische Fragestellungen mithilfe vorgegebener Quellen. arbeiten kooperativ. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Modelle zur Beschreibung chemischer Färbevorgänge von temporären, semipermanenten und permanenten Haarfarben. stellen Arbeitsergebnisse adressatengerecht in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten dar. erarbeiten Ergebnisse mithilfe der Methode "Fragen auf den Tisch".

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I

MINT-Town – spielbasierte Förderung von kritischem Denken in der Chemie

Unterrichtseinheit

Die Lernenden erlangen – beziehungsweise erweitern – Fähigkeiten im Bereich des kritischen Denkens mithilfe der spielbasierten Lernumgebung MINT-Town. In den drei browserbasierten Szenarien der Lernumgebung werden sie mit einem fachübergreifenden (Eutrophierung eines Teiches) und zwei chemiespezifischen Problemkontexten (Synthese von Apfelester & Hydrolyse von Fetten) konfrontiert, welche sie im Laufe der Szenarien schrittweise lösen.In dieser Unterrichtseinheit spielen die Schülerinnen und Schüler die digitale Lernumgebung MINT-Town. MINT-Town besteht aktuell aus drei inhaltlich aufeinander aufbauenden Teilen, in denen die Lernenden jeweils mit einem Problemkontext konfrontiert werden, welchen sie schrittweise lösen müssen. Dabei durchlaufen die Lernenden Phasen des Problemlösens (Problem verstehen, Problem charakterisieren, Problem lösen) und müssen verschiedene Teilfähigkeiten des kritischen Denkens (zum Beispiel Analyse von Argumenten, Beobachten, logisches Schlussfolgern) einsetzen, um zu einer Problemlösung zu gelangen. Die Lernumgebung kann sowohl lokal als auch mobil in gängigen Windows- und Android-Browsern ausgeführt werden. Zum Spielen wird eine Internetverbindung benötigt. Im ersten Szenario "MINT-Town Tutorial" machen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst mit der Steuerung vertraut und werden dann mit dem Problem eines eutrophierten Teiches konfrontiert. Sie sammeln durch Interaktion mit der virtuellen Welt, darin enthaltenen Gegenständen sowie Nicht-Spieler-Charakteren Informationen, welche ihnen bei der Charakterisierung und der anschließenden Lösung des Problems helfen. Das zweite Szenario "Apfelhain" konfrontiert die Spielenden mit einer Situation, in der Wespen mithilfe von Apfelester weggelockt werden müssen. Dieser steht allerdings nicht einfach zur Verfügung, sondern muss zunächst aus einer Carbonsäure und einem Alkohol mithilfe einer Kondensationsreaktion synthetisiert werden. Die Spielenden müssen auch hier schrittweise alle nötigen Informationen sammeln und auf dieser Basis in einer Multiple-Choice Abfrage geeignete Schlussfolgerungen auswählen, um die passende Lösungsstrategie zu finden. Diese wird nach dem Sammeln aller notwendigen Gegenstände in Form einer Ester-Synthese im virtuellen Labor umgesetzt. Die Spielenden müssen ihr Produkt anschließend virtuell herausdestillieren, indem sie die richtige Siedetemperatur herausfinden und angeben. Danach kontrollieren sie das Produkt mit dem Brechungsindex, welchen sie in einem Laborbuch abgleichen können. Die Schülerinnen und Schüler lernen hier neben den fachlichen Inhalten auch wichtige Vorgehensweisen bei einer Laborsynthese (virtuell) kennen. Sie kommen dadurch zudem zu der Erkenntnis, dass nach einer Synthese nicht immer gleich das fertige Produkt vorliegt, sondern weitere Schritte nötig sind, um dieses in reiner Form zu erhalten. In einem abschließenden Dialog mit einem Nicht-Spieler-Charakter reflektieren die Spielenden noch einmal ihre Vorgehensweise bei der Problemlösung. Im dritten Szenario "Bergregion" werden die Spielenden mit einer neuen Problemsituation konfrontiert, in der sie durch den Einsatz von Nitroglycerin einen Tunnel freisprengen sollen. Das Nitroglycerin liegt allerdings nicht von Anfang an vor, sondern muss von einem Nicht-Spieler-Charakter synthetisiert werden. Von diesem werden die Spielenden im Rahmen einer Quest losgeschickt, um Glycerin zu beschaffen, welches mithilfe einer sauren Ester-Hydrolyse aus einem fetten Öl (Raps) gewonnen werden soll. Auch in diesem Szenario gibt es verschiedene Multiple-Choice-Abfragen, in denen beispielsweise das Problem schrittweise charakterisiert oder eine Quelle auf Glaubwürdigkeit untersucht werden muss. Die Spielenden gelangen gegen Ende des Szenarios zu der Erkenntnis, dass die saure Hydrolyse die entgegengesetzte Reaktion der Ester-Synthese ist, und viele chemische Reaktionen nicht nur in eine Richtung ablaufen. Wie man dieses chemische Gleichgewicht beeinflussen kann, wird hier noch nicht thematisiert.Sowohl das "Tutorial" als auch das Szenario "Apfelhain" sind so aufgebaut, dass sie sich vorwissensunabhängig bearbeiten lassen. Das Szenario "Bergregion" knüpft hingegen thematisch an das Szenario "Apfelhain" an, sodass ein separater Einsatz nur zu empfehlen ist, wenn das Thema Ester-Synthese vorher im Unterricht behandelt wurde. Die chemiespezifischen Szenarien "Apfelhain" und "Bergregion" lassen sich beispielsweise im "Rahmenlehrplan Teil C Chemie" für Berlin/Brandenburg im Themenbereich 3.12 "Ester – Vielfalt der Produkte aus Alkoholen und Säuren" der Klassenstufe 10 verorten (Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie, 2015). Sie fokussieren das "Basiskonzept der chemischen Reaktion". Nach dem Spielen beider Teilszenarien sollten die Lernenden ein erstes Verständnis dafür entwickelt haben, dass nicht alle chemischen Reaktionen vollständig ablaufen und sich einige Reaktionen umkehren lassen. Die Faktoren zur Beeinflussung des Gleichgewichts zwischen Hin- und Rückreaktion werden in den Lernumgebungen nicht thematisiert. Zudem werden zwar Summenformeln und funktionelle Gruppen der eingesetzten Stoffe benannt, auf konkrete Reaktionsgleichungen wird aber zugunsten allgemeiner Wortgleichungen verzichtet. Es empfiehlt sich, entweder nach dem Spielen beider Teilszenarien oder nach jedem einzelnen Teilszenario eine Sicherungsphase durchzuführen, in der allgemeine Erkenntnisse entsprechend festgehalten werden. Denkbar wäre auch ein Einsatz in der Qualifikationsphase (11) in den Themenbereichen 3.1.4 "Grundlagen der organischen Chemie", 3.1.5 "Organische Stoffe als Energielieferanten" oder in der Sekundarstufe II (12–13) als Einstieg in den Themenbereich "3.2.5 Chemisches Gleichgewicht" (Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie Berlin; Ministerium für Bildung, Jugend und Sport des Landes Brandenburg, 2021), um die "Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen als Voraussetzung für das chemische Gleichgewicht" aufzugreifen. Erforderliche digitale Kompetenzen der Lehrenden (nach dem DigCompEdu-Modell) Die Lehrenden sollten in der Lage sein, die digitale Lernumgebung so in ihren Unterricht einzubetten und mit entsprechenden Sicherungsphasen thematisch nachzubereiten, dass die Lernenden einen möglichst großen Lerneffekt haben. Es wird empfohlen, die Szenarien wenigstens einmal selbst getestet oder im besten Fall komplett durchlaufen zu haben (3.1 Lehren). Zudem ist ein grundlegendes Verständnis für den Umgang mit dem jeweiligen Endgerät (Computer, Mobiles Device) nötig. Da die Umgebung im Browser ausgeführt wird, sollte das jeweilige Gerät eine Verbindung mit dem Internet aufweisen. Die Lehrenden sollten gewährleisten, dass allen Lernenden unabhängig von ihrer digitalen Affinität zu den eingesetzten Endgeräten oder von anderen besonderen Bedürfnissen ein Zugang zu der digitalen Lernumgebung ermöglicht wird (5.1 Digitale Teilhabe). Sofern mit dem „Tutorial“ begonnen wird, eignet sich die Lernumgebung grundsätzlich für Selbstgesteuertes Lernen (3.4), welches je nach individuellem Bedarf der Lernenden durch die Lehrenden unterstützt werden kann (5.2 Differenzierung und Individualisierung). Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben chemische Reaktionen anhand von Wortgleichungen. beschreiben Vorgänge, bei denen sich Stoffeigenschaften ändern. beschreiben die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen. 21st Century Skills Die Schülerinnen und Schüler erlangen/festigen Teilkompetenzen des kritischen Denkens. lösen schrittweise Probleme in authentischen Kontexten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren, interpretieren und bewerten Informationen und Daten kritisch. arbeiten selbstständig mit einer digitalen spielbasierten Lernumgebung. verwenden eine strukturierte Sequenz zur Lösung eines Problems.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Whitepaper: Bildung nachhaltig transformieren

Fachartikel

Die Digitalisierung hat alle Lebensbereiche, auch die moderne Bildung, erreicht. Das Conrad Education Team, erfahrener Technik-Experte und Lösungsanbieter im Education-Bereich, arbeitet mit unterschiedlichsten Bildungseinrichtungen zusammen und zeigt: Diese können voneinander lernen und von ihren Erfahrungen profitieren. Im neuen, umfangreichen Whitepaper "Bildung transformieren – für eine nachhaltige Digitalisierung" kommen Verantwortliche aus drei Bildungsbereichen im Rahmen von ausführlichen Best-Practice-Beispielen zu Wort und berichten von ihren Erfahrungen.Längst hat die Digitalisierung alle Lebensbereiche erreicht und spätestens seit der Corona-Pandemie ist klar: Moderne Bildung geht nicht ohne. Mit Mitteln aus dem DigitalPakt ist vielerorts der Anfang gemacht – die erforderlichen Infrastrukturen wurden ausgebaut und digitale Endgeräte angeschafft. Doch wie kann die Digitalisierung im Bildungsumfeld weiter ausgebaut und nachhaltig in den schulischen und außerschulischen Alltag integriert werden, sodass Lernerlebnisse mehr Relevanz und Lebensweltbezug erhalten, Lernende aller Altersklassen auch in Zukunft davon profitieren und digitales Equipment Lehrkräften langfristig Flexibilität und Zeitersparnis bei der Unterrichtsgestaltung bringt.

  • Technik / Sache & Technik / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Mathematik / Rechnen & Logik / Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Physik / Astronomie / Chemie / Natur & Umwelt

Das Periodensystem der Elemente – selbst gepuzzelt!

Unterrichtseinheit

In dieser handlungsorientierten Unterrichtseinheit zum Thema "Periodensystem der Elemente" ordnen die Schülerinnen und Schüler – basierend auf der Kenntnis erster Elementfamilien – weitere Elemente verschiedenen Familien zu und "puzzeln" so einen Teil des Periodensystems der Elemente (PSE) selbstständig zusammen.In dieser Unterrichtseinheit wird zur Vereinfachung bei dem selbst zu erstellenden Periodensystem der Elemente (PSE) die Zahl der Elemente reduziert. Die Vorenthaltung von mindestens einem Element erzeugt dabei eine Lücke. Diese fungiert als Pendant der Elemente, die zu Mendelejews Zeiten noch nicht bekannt waren. Der Effekt dient zum einen der Anknüpfung an die Wissenschaftsgeschichte, zum anderen demonstriert die Lücke durch die Vorhersagbarkeit eines unentdeckten Elementes (und seiner Eigenschaften) die Schlüssigkeit des Systems auf eindrucksvolle Weise! Schließlich ordnen die Schülerinnen und Schüler auch noch die Edelgase in den PSE-Entwurf ein. Darauf aufbauend ergibt sich zwangsläufig die Frage nach dem Atombau. Abschließend werden die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems gefestigt. Den Schülerinnen und Schülern wird in dieser Unterrichtseinheit klar, was hinter der PSE-Systematik steckt. Sie lernen, mit diesem elementaren Werkzeug der Chemie sicher umzugehen.Die Unterrichtseinheit zum Periodensystem zeigt, wie man historische Wege der Erkenntnis nutzen kann, um die Schülerinnen und Schüler Sachverhalte eigenständig entdecken zu lassen. Unterrichtsmethodisch wird der frontale Lehrgang mit stark offenen Unterrichtsformen verschränkt. Voraussetzungen und Einstieg in die Thematik Die Schülerinnen und Schüler werden mit der "historischen" Aufgabe konfrontiert, in ein Element-Sammelsurium Ordnung zu bringen. Per Elemente-Puzzle zum PSE In Paarabeit experimentieren die Schülerinnen und Schüler mit einem Kartensatz ausgewählter Elemente und testen verschiedene Ordnungsstrategien. Präsentation und Ergebnissicherung Eine Gruppe ordnet das PSE-Puzzle an der Tafel. Die Edelgase werden ergänzt und die dem PSE zugrunde liegenden Ordnungskriterien gesichert. Übergang zum Atommodell Die Schülerinnen und Schüler lernen die historische Entwicklung des Atommodells kennen und festigen die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler ordnen auf Basis ihres Vorwissens Elemente eigenständig Elementfamilien zu. beschreiten historische Wege der Erkenntnis selbst. erweitern und vernetzen vorhandenes Wissen zu den Elementen und ihren Eigenschaften vertikal und horizontal. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen ihre Ergebnisse auf geeignete Weise dar und teilen sie mit. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten selbstständig. arbeiten kooperativ.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I

Biotechnologische Verfahren: PCR und Antigen-Schnelltests

Unterrichtseinheit

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.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe II

Podcasts im naturwissenschaftlichen Unterricht

Fachartikel

Dieser Fachartikel stellt Vorteile sowohl der Rezeption als auch der Produktion von Podcasts im Unterricht vor und gibt Tipps zur Podcast-Produktion im naturwissenschaftlichen Unterricht. Diese werden anhand von Beispielen aus der Unterrichtspraxis veranschaulicht sowie durch eine nützliche Linkliste gestützt.Die kreative Medienarbeit mit Podcasts im naturwissenschaftlichen Unterricht stellt nicht nur hohe Anforderungen an die Auseinandersetzung mit dem Thema (als Grundlage für das eigene Podcast-Drehbuch), sondern fordert und fördert auch Absprachen und die Disziplin innerhalb einer Gruppe. Ein Schülerkommentar drückt manchmal mehr aus als jedes theoretische Konzept: "Wir haben uns beim Erstellen der Podcasts so intensiv mit den Themen beschäftigt – wenn diese in der Abiturprüfung dran kommen, dann läuft vor unseren Augen der Film ab! Lernen müssen wir für diese Themen nicht mehr." Vorteile der Podcast-Rezeption im Unterricht Unabhängig von Zeit & Ort nutzbar Podcasts sind Audio- oder Videobeiträge, die über das Internet veröffentlicht ("cast" von "Broadcast", also "Rundfunk") und auf Knopfdruck rezipiert werden können ("Pod" als Akronym für "Play on demand"), um sie zu einem individuell passenden Zeitpunkt zu konsumieren. Podcasts werden von Medienanstalten, Institutionen (zum Beispiel TV-Sendern) oder von Privatpersonen zu unterschiedlichsten Fachbereichen und Themen bereitgestellt. Bereicherung des Materialfundus für den Unterricht Podcasts stellen eine wertvolle Bereicherung des Materialfundus für den Fachunterricht dar. Auf bestehende Podcasts zurückzugreifen und sie in den Unterricht zu integrieren, ist der rezeptive Weg: das Konsumieren. Rezeption im individuellen Tempo In der Schule können Podcasts über die Internetseiten von Anbietern wie " Quarks & Co " und " National Geographic " während der Unterrichtsstunde abgerufen werden. Dadurch, dass Podcasts bequem über das Smartphone oder Tablet abrufbar sind, können Podcasts unkompliziert auch ohne vorhandenen Computerraum in den Unterricht integriert werden. Zudem kann jede Schülerin und jeder Schüler die Arbeitsaufträge zum Podcast im individuellen Tempo bearbeiten und ihn bei Bedarf stoppen oder wiederholen. Nutzung auch am heimischen Endgerät Die im Unterricht verwendeten Podcasts sind natürlich auch zuhause, beispielsweise im Distanz-Unterricht oder in Form einer Hausaufgabe nutzbar, denn selbstverständlich sind sie auch von zu Hause aus abrufbar und können bei Bedarf ebenso auf das eigene mobile Endgerät heruntergeladen werden. Ist auch das persönliche Interesse für ein Thema geweckt, können sich die Lernenden per Podcasts weiter auf dem Laufenden halten und tiefer in die Thematik eindringen. Vorteile der Podcast-Produktion im Unterricht Ergebnissicherung und Öffnung von Schule Eine besondere Chance bietet sich im Zuge des produktiven Einsatzes im Unterricht, also dem Erstellen und Veröffentlichen eigener Podcasts zu speziellen Fachinhalten, da hier die Eingangskanäle Hören und Sehen durch das eigene Handeln bereichert werden. Durch die Veröffentlichung im Internet wirkt das Produkt nicht nur im eigenen Klassenzimmer oder verschwindet in der Schublade, sondern ist weltweit jederzeit für interessierte Personen verfügbar und kommentierbar. Dies öffnet den Lernort Schule und macht Arbeitsergebnisse transparent. Kreative Darstellung fachlicher Inhalte Ein gelungenes Beispiel für eine Podcast-Erstellung durch Schülerinnen und Schüler findet sich auf der Seite des Werner-Heisenberg-Gymnasiums in Leverkusen. Jene Schule bot ihren Abiturientinnen und Abiturienten im Rahmen eines "Abitur-Vorbereitungswochenendes" an, sich in thematischen Fachgruppen inhaltlich auf die bevorstehende Prüfung mittels Podcast-Produktion vorzubereiten. Ein Tag war dabei der kreativen Umsetzung biologischer Inhalte und der Produktion eines Videopodcasts gewidmet.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Informatik / Wirtschaftsinformatik / Computer, Internet & Co. / Chemie / Natur & Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie / Mathematik / Rechnen & Logik / Technik / Sache & Technik
  • Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Viren – wie sie aussehen, wie sie wirken

Unterrichtseinheit

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.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Kalklösung in Gesteinen und Kalkbildung im Trinkwasser

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Kalk" untersuchen die Lernenden den Einfluss der Kohlenstoffdioxid-Konzentration auf das Calciumcarbonat/Calciumhydrogencarbonat-Gleichgewicht, entwickeln eigenständig ein Experiment und führen es durch.Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich den Lerngegenstand mit einem offenen Schülerexperiment weitgehend eigenständig. Abläufe in einer Tropfsteinhöhle werden in der Folgestunde mithilfe eines Videos veranschaulicht. Die Unterrichtsstunde kann in eine Reihe zum Thema " Bringen wir das Klima aus dem Takt? Der menschliche Eingriff in den natürlichen Kohlenstoffdioxidkreislauf und die Veränderung des Weltklimas " eingebettet werden.Die Unterrichtseinheit hat eine Gelenkfunktion zwischen der Behandlung technischer Prozesse (zum Beispiel Haber-Bosch-Verfahren oder Solvay-Verfahren) und der Thematisierung des Eingriffs in ein natürliches Kreislaufgeschehen. Die Lernenden sollen bei der weitergehenden Behandlung des gesamten Kohlenstoffkreislaufs erkennen, dass die Zusammenhänge in Stoffkreisläufen nicht linearer Natur sind und dass der Eingriff des Menschen weitreichende, negative Folgen haben kann, deren Abwendung politisches Handeln erfordert. Die Naturwissenschaften legen für solche Entscheidungen lediglich die Faktenbasis. Finden Sie mehr methodisch-didaktische Hinweise in den spezifischen Unterrichtsphasen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären den Einfluss der Kohlenstoffdioxid-Konzentration auf den Calciumcarbonat/Calciumhydrogencarbonat-Kreislauf. zeigen ausgehend von einem Problem experimentell, dass Kalk sich unter Einwirkung von Kohlenstoffdioxid und Wasser löst. erklären den Vorgang mithilfe von Reaktionsgleichungen im Diskontinuum. sagen die Verlagerung des Gleichgewichts bei Verringerung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration voraus, prüfen und erläutern dies mithilfe des Prinzips von Le Chatelier. stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her (höherer Energieverbrauch bei der Heißwasserbereitung durch Verkalkung von Heizstäben, Totalverkrustung von Rohrleitungen bei hoher Wasserhärte, Korrosionserscheinungen in Rohren durch zu weiches Wasser). verstehen die Abläufe in einer Tropfsteinhöhle. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Online-Ressourcen als Verständnishilfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ. arbeiten zielorientiert und selbstständig. Gregor von Borstel, Andreas Böhm: ChemZ – Chemieunterricht mit medizintechnischem Gerät, Naturwissenschaft im Unterricht Chemie, Heft 81, 2004. Mojib Latif, Klaus Wiegandt: Bringen wir das Klima aus dem Takt? Hintergründe und Prognosen. Forum für Verantwortung Frankfurt; Januar 2007. Stefan Rahmstorf, Katherine Richardson: Wie bedroht sind die Ozeane? Biologische und physikalische Aspekte, Frankfurt, Juli 2007. Wenn der Boden plötzlich wegbricht Faszination Höhle

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe II

plastic360 – digitales Lernen für einen besseren Umgang mit Kunststoffen

Fachartikel

In der App plastic360 wird gezeigt, warum Kunststoff als Werkstoff so erfolgreich ist und wie Kunststoffprodukte hergestellt werden. Spielerisch und dank spannender Videos lernen Jugendliche, wie sie vermeiden können, dass Kunststoffe in der Umwelt landen, wie sich Kunststoff recyclen lässt und welche Auswirkungen Kunststoffmüll auf die Umwelt haben kann.Im Zusammenhang mit Marine Litter , Mikroplastik und der noch ausbaufähigen Kreislaufwirtschaft sind Kunststoffe in den Medien zurzeit allgegenwärtig. Der Druck auf Politik und die Branche Verbesserungen zu erzielen steigt stetig. Doch nicht nur sie sind in der Pflicht. Auch die Verbraucherinnen und Verbraucher müssen ihrer Verantwortung nachkommen und umweltfreundlich mit Kunststoffen umgehen. Genau hier setzt die plastic 360 App an. Das gemeinsam mit der Didaktik der Chemie der Universität Würzburg und dem SKZ – Das Kunststoff-Zentrum durchgeführte Projekt richtet sich an Schülerinnen und Schüler und soll diese Zielgruppe im Umgang mit Kunststoffen sensibilisieren. Gefördert wurde das Vorhaben durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU).

  • Chemie / Natur & Umwelt

Warum ist "Kerrygold"-Butter so weich?

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zur organischen Chemie nutzen die Lernenden ein Molekül-Zeichenprogramm, recherchieren im Internet und führen selbst entwickelte Experimente durch, um der chemischen Natur der streichweichen Butter auf die Spur zu kommen. Das mit dem Schülerpreis der Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaften ausgezeichnete Material, das sich für den Präsenz- und Distanzunterricht eignet, gibt es hier mit Musterlösungen und einer Handreichung für Lehrkräfte mit nur einem Klick zum Download.Die Unterrichtseinheit "Warum ist die 'Kerrygold'-Butter so weich?" ermöglicht, ausgehend von einer Alltagsfrage, wissenschaftspropädeutisches Arbeiten im Unterricht. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen qualitativen und quantitativen Experimenten kennen. Inhaltlich stehen Ester und die elektrophile Addition im Mittelpunkt. Exkurse zu Butter-Farbstoffen und Iodzahl sind möglich. Die Unterrichtseinheit wurde mit dem Schülerpreis der Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaften ausgezeichnet. Didaktische Analyse Diese Unterrichtseinheit ermöglicht im Rahmen des Themas Butter die Behandlung von ganz verschiedenen Inhalten und Methoden der Chemie, die vielleicht auf den ersten Blick keinen fachsystematisch sinnvollen Zusammenhang versprechen. Wählt man den Zeitpunkt der Unterrichtseinheit jedoch geschickt, kann man die kontextgebundene Einführung neuer Inhalte und fachwissenschaftlicher Methoden mit integrierten Wiederholungen, zum Beispiel zur Vorbereitung auf das Abitur oder auch im Rahmen eines Projektunterrichts, sehr schön verknüpfen. Das Material untergliedert sich in acht Teile mit unterschiedlichen Arbeits- und Rechercheaufträgen für Schülerinnen und Schüler. Dabei kommen verschiedenste Sozialformen und Zugänge zum Tragen, die es ermöglichen, gruppenspezifisch zu differenzieren und in Präsenz oder Distanz zu unterrichten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erleben, wie sich aus einer einfachen Frage eine kleine Forschungsreihe entwickelt. können einen Strukturformel-Editor nutzen, um auf molekularer Ebene Antworten auf eine chemische Fragestellung zu finden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus. können zwischen qualitativen und quantitativen Versuchen unterscheiden. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln gemeinsam ein Experiment.

  • Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl und die Folgen bis heute

Unterrichtseinheit

Der 26. April 1986 wird für immer als einer der schwärzesten Tage der Energieerzeugung durch Kernkraftwerke gelten. An diesem Tag kam es bis dahin zum schwersten Unfall in der Geschichte der Kernenergie. Die Lernenden werden in dieser Unterrichtseinheit mit den unterschiedlich arbeitenden Reaktortypen der westlichen Welt und der ehemaligen Sowjetunion bekannt gemacht. Darüber hinaus werden sie für die langdauernden gesundheitlichen Gefahren des entstehenden radioaktiven Niederschlages sensibilisiert und können die zerstörerische Wirkungsweise der auf den menschlichen Körper einwirkenden ionisierenden Strahlung beschreiben.Die Katastrophe von Tschernobyl und einmal mehr auch der Unfall von Fukushima im Jahr 2011 haben eindringlich gezeigt, dass kerntechnische Anlagen zwar umweltschonende Energie bereitstellen können, aber auch ein permanentes Gefahrenpotential beinhalten. Die auf die Explosion von Tschernobyl folgenden radioaktiven Niederschläge sind durch die dabei entstehenden Zerfallsprodukte (Cäsium und Jod) sehr gefährlich und können massive gesundheitliche Schäden zur Folge haben. Diese schädigende Wirkung hält zum Teil aufgrund sehr langer Halbwertszeiten (im Fall von Cäsium rund 31 Jahre) bis heute an – in der näheren Umgebung von Tschernobyl sprechen Strahlenmediziner von rund 50.000 Menschen, die an den Folgen gestorben sind. Die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl als Thema im Physikunterricht Radioaktivität und ihre Auswirkungen auf Natur und 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 diesem Thema ausreichend Raum geben sollte. Die unter Umständen gefährlichen Auswirkungen des radioaktiven Niederschlages, der sich im Boden und damit auch in Pflanzen anreichert, werden Schülerinnen und Schüler stark motivieren, sich damit näher zu beschäftigen. Für den Unterricht sollten Lehrkräfte deshalb gut präpariert sein, um auf kritische Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können. Vorkenntnisse Grobe Vorkenntnisse von Lernenden können in gewisser Weise vorausgesetzt werden, da die Thematik in den verschiedensten Medien immer wieder aufbereitet wird. Konkrete Kenntnisse sind jedoch nicht zu erwarten, weil dazu neben dem physikalischen Wissen um radioaktive Strahlung auch chemische und biologische Kenntnisse nötig sind, um die Vorgänge in den organischen Zellen beschreiben zu können. Didaktische Analyse Bei der Behandlung dieses sensiblen Themas muss man darauf achten, dass unkontrolliert wirkende radioaktiven Strahlung ein hohes Maß an Gefährlichkeit birgt – gleichzeitig aber präzise eingesetzte radioaktive Strahlung in verschiedenen Bereichen der Medizin zu großen Erfolgen in der Diagnose und Behandlung von erkrankten Menschen geführt hat. Methodische Analyse Radioaktive Strahlung als Folge von radioaktivem Fallout nach Unfällen oder auch Kernwaffentests dürfte die Lernenden sehr interessieren, weil der gesundheitliche Aspekt im Vordergrund steht. Die intensive Auseinandersetzung mit dem Thema setzt aber viel konkretes Wissen voraus, um die Gefahren im Umgang mit Belastungen – wie etwa über die Nahrungskette – richtig einschätzen zu können. Weitere spannende Unterrichtsvorschläge rund um das Thema Radioaktivität finden Sie in der Materialsammlung Kern- und Teilchenphysik . Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wissen um die gesundheitlichen Gefahren von radioaktivem Niederschlag. kennen die verschiedenen Wege der Aufnahme radioaktiver Strahlung in den Körper. können die Wirkungsweise ionisierender Strahlung auf menschliche Zellen beschreiben einschließlich "möglicher" krankmachender Folgen. können die verschiedenen Reaktortypen hinsichtlich ihres Gefahrenpotentials einordnen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet. können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.

  • Physik / Astronomie / Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe II

Aktuelle News für das Fach Chemie

  • "Handwerk macht Schule" legt erfolgreichen Start hin

    Hammerstark! Drei Monate ist "Handwerk macht Schule" online und kann nach dieser Zeit erste Erfolge verzeichnen. So wurde das Portal in dieser Zeit von mehr als 18.000 Nutzerinnen und Nutzern unter www.handwerk-macht-schule.de besucht und die aktuell bereitgestellten Materialien über 11.000 Mal heruntergeladen.

  • Auf ins neue Schuljahr mit LEIFIchemie!

    LEIFIchemie ist ein werbefreies Portal für den Chemieunterricht – von der 5. Klasse bis zum Abitur. Passend zu den Lehrplänen der Bundesländer stehen dort rund 300 Artikel zu Grundwissen, Aufgaben und Versuchen kostenfrei zur Verfügung. Jeden Monat werden neue Inhalte veröffentlicht.

  • Fresh-up für das Lehr- und Lernportal "Energie macht Schule"

    Was versteht man unter Sektorkopplung? Wie funktionieren eine Solarzelle oder ein Elektroauto? Wie nachhaltig ist ein Pumpspeicherkraftwerk? Welche Möglichkeiten gibt es, Energie zu sparen? Welche Potenziale bietet Wasserstoff als Energielieferant? Antworten auf diese und weitere Fragen liefert seit 2013 das Lernportal "Energie macht Schule". Dafür stellt es über 600 Informations- und Unterrichtsmaterialien zur Verfügung. Nun wurde das Portal grundlegend aktualisiert.

Unterrichtsmaterial und Arbeitsblätter Chemie

Chemie-Unterrichtsmaterial zu Themen wie Allgemeine Chemie, Stoffe und Reaktionen, Organische Chemie oder Nanotechnologie finden Chemie-Lehrkräfte in diesem Fachportal.

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