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Junior-Ingenieur-Akademie: für Technik begeistern

Dossier

Technik zugänglich machen Die Junior-Ingenieur-Akademie (JIA) ist ein technikorientiertes Wahlpflichtfach für die Jahrgangsstufen 8 und 9 . Die Akademie ist auf zwei Jahre ausgelegt und ist fest im Lehrplan verankert. Das Programm versteht sich allerdings nicht nur als Wahlpflichtfach an ausgewählten Schulen. Vielmehr möchte es Schulen ohne JIA oder eigenständigen Technik-Unterricht die Möglichkeit geben, Technik-Projekte in ihren Fachunterricht zu integrieren. In Zusammenarbeit mit Lehrkräften aus ganz Deutschland werden Unterrichtseinheiten und Arbeitsmaterialien in Form von Arbeitsblättern, Videos und Artikeln für Lehrerinnen und Lehrer aller Fächer entwickelt und angeboten, um ihre Schülerinnen und Schüler für Technik-Themen zu begeistern. Die Lernenden analysieren konkrete technische Artefakte, planen, konstruieren und fertigen diese auch selbst. Durch die Arbeit werden neben fachlichen Kompetenzen auch gezielt Sozialkompetenzen gefordert und gefördert. Dazu gehören Kreativität und Innovationsfähigkeit, ein Bewusstsein für globale Zusammenhänge, Kommunikations- und Kollaborationsfähigkeit, der Umgang mit digitalen Medien und neuen Technologien sowie die Fähigkeit, vernetzt zu denken. Design Thinking kann dabei helfen, unterschiedliche Inhalte zu kombinieren, Fähigkeiten im Team gemeinsam zu nutzen und die Grenzen der Fachdisziplinen zu überwinden – ein spannender Ansatz, um Unterricht anders zu gestalten – insbesondere bei der Arbeit an Technik-Projekten. Über das Programm "Junior-Ingenieur-Akademie" Apps programmieren, Solaranlagen bauen, Roboter durch das Klassenzimmer tanzen lassen. All das gehört zum Alltag von Schülerinnen und Schülern der Junior-Ingenieur-Akademie. Die Junior-Ingenieur-Akademie ist ein Programm der Deutsche Telekom Stiftung . Ziel des Programms ist es, junge Menschen für technische und naturwissenschaftliche Berufsbilder zu begeistern . Somit kann den Schülerinnen und Schülern der Übergang von der Schule zur Berufsausbildung oder zur Hochschule erleichtert werden, indem ihre individuellen Kompetenzen frühzeitig und konsequent gefördert werden. Lernenden der Jahrgangsstufen 8 und 9 wird durch die enge Zusammenarbeit zwischen Schulen, Hochschulen und Unternehmen ein Einblick in die Arbeitswelt von Ingenieurinnen und Ingenieuren sowie Forschenden ermöglicht. Sie haben die Chance, eigene Talente in diesen Bereichen zu entdecken und zu entwickeln. Dieses Vorhaben wird durch Workshops und Praktika in Unternehmen unterstützt. Neben dem vorbereitenden Unterricht in der Schule vermitteln Dozenten und wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Hochschule den Lernenden theoretische und praktische Kenntnisse der Ingenieurwissenschaften.

  • Fächerübergreifend
  • MINT: Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik

Fließgewässer fächerübergreifend erforschen – eine Projektidee

Unterrichtseinheit
5,99 €

In der Unterrichtseinheit zu Fließgewässern wird in verschiedenen Teilprojekten naturwissenschaftliche Inhalte zum Gewässer, zu seinen Strömungsverhältnis und seinen Lebewesen multimedial verarbeitet. Dabei wird experimentiert, recherchiert und beobachtet und die Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation zusammengetragen. Das Projekt zu Fließgewässern verbindet Naturbeobachtungen mit wissenschaftlichen Inhalten. Ausgangspunkt ist eine biologische Gewässergütebestimmung , die anschließend in einer multimediale Projektpräsentation verarbeitet wird. Fotografische Experimente eröffnen einen Blick auf die Komplexität der Strömungsverhältnisse in Fließgewässern und bereiten eine künstlerische Auseinandersetzung mit Formen und Strukturen des Fließens vor. Bei der Herstellung von Marmorpapier wird der Wirbel als Figur entdeckt und in einer Brunnenskulptur mit fließendem Wasser gestaltet. Oder es wird der Bach während einer Wanderung auf seinem Weg ins Tal oder in das nächstgrößere Gewässer beobachtet. Immer dabei ist die Smartphone-Kamera und liefert Ergebnisse für eine Abschlusspräsentation. Die Unterrichtseinheit kann fächerübergreifend oder im Rahmen einer Projektwoche durchgeführt werden. Im Kunst-Unterricht ist es möglich, den Fokus auf die Gestaltung der Fotos oder das Zeichnen der Bilder zu legen und den Wirbel als Form in Kunst und Kultur zu thematisieren. Die Untersuchung von Gesetzmäßigkeiten bei der Entstehung der Formen bieten Zugänge zur Strömungsphysik und zur Chaostheorie für den naturwissenschaftlichen Unterricht . Ein ständiger Wechsel zwischen draußen (Naturbeobachtung) und drinnen (Erarbeitung einer Präsentation) prägt dieses interdisziplinäre Projekt, das nach partizipativen und kooperativen Prinzipien durchgeführt werden soll. Erfahrungen und Erkenntnisse werden in einem ständigen Wechsel der Medien gewonnen. Zu Beginn des Bachprojekts liefert eine Ideensammlung erste Ansatzpunkte. Das Fotografieren soll zu einem bewussten Akt der Bildgestaltung werden. Nach der biologischen Gewässergütebestimmung dienen die Suche nach Wirbelformen in der natürlichen Umgebung, Bachwanderungen zur Entdeckung von Mäandern oder die Suche nach natürlichen Gefäßen für eine Brunnenlandschaft einer ständigen Rückbindung an natürliche Phänomene. Für eine exakte Bestimmung der Gewässergüte sollten einzelne Abschnitte des Baches (etwa Quadratmeter) sehr gründlich nach allen Methoden (freies Wasser, Sediment, Blätter und Pflanzen, Steinunterseiten) untersucht werden. Beim Marmorieren wird die gestalterische Auseinandersetzung mit dem Fließen wieder aufgegriffen und fortgeführt. Eingescannt können die Ergebnisse mit einem Grafikprogramm weiterverarbeitet werden (Ausschneiden, Neumontieren, Klappen, Spiegeln und Drehen der Wirbelformen). Gegen Ende werden der Themenbereich Komplexität und das Wirken komplexer Systeme behandelt. Das Projekt mündet in die Entfaltung von Utopien zu Gewässerlandschaften: ausgehend von der Betrachtung historischer Flussverläufe werden in einem Experimentierbrunnen mit gestalterischen Mitteln Wasserlandschaften entwickelt. Hier kann auch der Landschaftsgenerator Terragen, der das Einlesen und Umwandeln von Satellitenfotos und Karten ermöglicht, zum Einsatz kommen. Zum Schluss werden alle Teilprojekte miteinander verbunden und in einer multimedialen Abschlusspräsentation festgehalten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entdecken einen Bach als Lebensraum. entdecken Leben als Indikator für Gewässergüte. lernen ein Gewässer bewerten. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler setzen ihre Beobachtungen und Erkenntnisse in eine Präsentation um. recherchieren zum Thema im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlernen kooperatives Arbeiten an einem Thema. lernen unterschiedliche Perspektiven kennen und akzeptieren sie.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Technik / Sache & Technik
  • Primarstufe

Erweitern von Brüchen - eine interaktive Einführung

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Erweitern von Brüchen eröffnen dynamische Arbeitsblätter den Schülerinnen und Schülern einen experimentellen, interaktiven und neuartigen Zugang zum grundlegenden Verständnis des Erweiterns von gemeinen Brüchen.Eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis des Erweiterns von gemeinen Brüchen ist die Einsicht, dass ein und dieselbe Zahl durch verschiedene wertgleiche Brüche dargestellt werden kann. Die geometrische Veranschaulichung des Erweiterns anhand der Verfeinerung der Unterteilung eines gegebenen Rechtecks wird mithilfe von GeoGebra realisiert. Neben der dynamischen Veranschaulichungs- und Experimentierumgebung bietet die Unterrichtseinheit eine Javascript-basierte algebraische Übungsmöglichkeit zur Individualisierung und Differenzierung des Unterrichts. Eine zusätzliche, nicht zu unterschätzende, Motivation während dieser Übungs- und Vertiefungsphase bietet ein Wettbewerb, bei dem die Schülerinnen und Schüler die von Ihnen erreichte Punktzahl in eine Bestenliste eintragen können. Voraussetzungen, Einstieg, Vertiefung, Individualisierung Hinweise zur Nutzung der dynamischen Arbeitsblätter mit Screenshots Bezug der Unterrichtseinheit zu SINUS-Transfer Weiterentwicklung der Aufgabenkultur (Modul 1), Naturwissenschaftliches Arbeiten (Modul 2) Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass für eine Bruchzahl unterschiedliche Darstellungen möglich sind. erfahren durch Experimentieren das Erweitern eines Bruchs visuell. entdecken das Erweitern eines Bruchs durch das Multiplizieren von Zähler und Nenner mit der gleichen Zahl selbstständig. wenden die erworbenen Kenntnisse über das Erweitern von Brüchen auf unterschiedliche Beispiele an. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Darstellung von Bruchteilen anhand von unterteilten Rechtecken bereits kennen. Beispielhafte Aufgaben für die Grundlegung dieser Kenntnisse finden sich auf der Mathematikseite des Autors: Bruchteile eines Ganzen Um das interaktive Online-Arbeitsblatt nutzen zu können, benötigen Sie das kostenlose Plugin Java Runtime Environment . Bruchteile eines Ganzen zeichnen Um das interaktive Online-Arbeitsblatt nutzen zu können, benötigen Sie das kostenlose Plugin Java Runtime Environment . Diese Webseiten können in einer der Vorstunden zum Erweitern verwendet werden. Die Unterrichtseinheit selbst basiert auf zwei HTML-Seiten, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die dynamische Veranschaulichung realisiert werden kann, muss Java 1.4 (oder höher) auf den Rechnern installiert und Javascript aktiviert sein. Funktionsweise des dynamischen Arbeitsblatts Mit dem Button "Neu erstellen" werden auf dem Online-Arbeitsblatt 1 (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) zwei wertgleiche Brüche erzeugt. Der erste der beiden Brüche kann nun mit den beiden Elementen "Zähler" und "Nenner" im dynamischen Arbeitsblatt eingestellt werden. Dadurch wird der Bruch als farbiger Bruchteil eines Rechtecks dargestellt. Das Ziehen am Element "Erweiterungszahl einstellen" ermöglicht eine feinere Unterteilung des blau eingefärbten Bruchteils des Rechtecks. Der Bruchteil bleibt also gleich, nur die Darstellung ändert sich. Diese grundlegende mathematische Einsicht wird für die Schülerinnen und Schüler visuell erfahrbar. Gleichzeitig ändert sich die Darstellung des zweiten Bruchs. Somit kann die Erweiterungszahl als Lösung der Aufgabe entnommen und in das vorgesehene Feld eingetragen werden. Der Button "Ergebnis prüfen" dient zur Kontrolle des Ergebnisses. Erarbeitungsphase Die Schülerinnen und Schüler sollen zunächst einige Aufgaben auf diese Weise bearbeiten und die Ergebnisse auf dem von der Lehrkraft bereitgestellten Notizblatt (brueche_erweitern_notizblatt.pdf) festhalten. Sie sind beim Lösen der Aufgaben durch die dynamische Veranschaulichung aufgefordert, zu beobachten und herauszufinden, wie man die Erweiterungszahl bestimmt, ohne dabei die Veranschaulichung zu benutzen. Ihre Entdeckung sollen die Schülerinnen und Schüler auf dem Notizblatt schriftlich fixieren und anschließend Aufgaben ohne Veranschaulichung lösen, um ihre Regel anzuwenden und zu überprüfen. Zusammenfassung Im nächsten Unterrichtsschritt stellt eine Schülerin oder ein Schülerin den gefundenen allgemeinen Zusammenhang in einem kurzen Statement vor. Die Lehrkraft fixiert die Ergebnisse auf einer Folie, die dem Arbeitsblatt (brueche_erweitern_arbeitsblatt.pdf) der Schülerinnen und Schüler entspricht. Im Anschluss daran übernehmen diese den Eintrag in ihr Arbeitsblatt. Online-Arbeitsblatt Nun folgt eine Phase der Vertiefung durch Variation der Aufgabenstellung. Die Schülerinnen und Schüler sollen dabei die Aufgaben von Online-Arbeitsblatt 2 bearbeiten (Abb. 2, Platzhalter bitte anklicken). In der javascript-basierten algebraischen Übung muss ein Zähler oder ein Nenner ergänzt werden. Lehrerrolle Die Funktionsweise des interaktiven Arbeitsblatts ist einfach. Die Schülerinnen und Schüler geben die gesuchte Zahl für x ein und betätigen anschließend den Button "Lösung prüfen". Mit "Neue Aufgabe erstellen" wird per Zufallsgenerator eine neue Erweiterungsaufgabe erstellt. Im Rahmen des Differenzierungsprozesses kann die Lehrkraft in diesem Unterrichtsabschnitt die Arbeitsweise und Ergebnisfindung der Schülerinnen und Schüler gezielt beobachten. Sollten bei der Bearbeitung der Aufgaben schwächere Schülerinnen oder Schüler auf Schwierigkeiten stoßen, so kann die Lehrkraft helfend zur Seite stehen und gemeinsam mit ihnen noch einmal die Aufgaben des ersten interaktiven Arbeitsblatts bearbeiten. Wettbewerb als spielerisches Element und Anreiz für leistungsstärkere Schüler Für alle anderen Schülerinnen und Schüler bietet das interaktive Arbeitsblatt einen Wettbewerb, bei dem derjenige der Sieger ist, der die meisten Punkte erreicht. Als besonderer Anreiz besteht dabei die Möglichkeit, die erreichten Punkte in eine Bestenliste eintragen zu lassen und sich so mit Schülerinnen und Schüler anderer Schulen und anderen Ländern zu messen. Algebraische Gesetzmäßigkeiten erfahrbar machen Im Rahmen der Weiterentwicklung von Aufgaben und Aufgabenumgebungen darf der Beitrag, den motivierende Medien leisten können, nicht unterschätzt werden. Veranschaulichung und visuelles Erschließen von algebraischen Zusammenhängen durch dynamische Modelle spielen für die Motivierung des Lernens im Mathematikunterricht eine wichtige Rolle. Gesetzmäßigkeiten werden nicht als Faktum vorgegeben, sondern können intuitiv erfahren und eigenständig entdeckt werden. Interaktive Aufgabenstellungen fördern Eigentätigkeit Interaktive, dynamische Arbeitsblätter leisten in diesem Zusammenhang einen wichtigen Beitrag zur Schaffung von Lernumgebungen für selbstständiges, eigenverantwortliches und kooperatives Lernen. Sie versetzen Schülerinnen und Schüler in die Lage, durch Experimentieren und Beobachten Zusammenhänge zu entdecken und diese ihren Mitschülern mitzuteilen. Die Lehrkraft als wissensvermittelnde Instanz tritt damit in den Hintergrund, der selbstständige, eigenverantwortliche Wissenserwerb rückt stärker in den Mittelpunkt. Systematisches Probieren - ein unterrichtliches Prinzip Das Experimentieren, Beobachten, Vergleichen und Systematisieren spielt im gesamten naturwissenschaftlichen Unterricht und somit auch im Mathematikunterricht eine sehr wichtige Rolle. Die Besonderheiten und den Sinn der naturwissenschaftlichen Denk- und Vorgehensweise erschließen sich Schülerinnen und Schüler aber nur dann, wenn sie im Unterricht daran gewöhnt werden, zielgerichtet und systematisch zu experimentieren und zu beobachten. Dynamische Modelle als Ausgangspunkt Zu diesem Erschließungsprozess kann der Einsatz interaktiver dynamischer Webseiten wichtige Elemente beitragen. Die Schülerinnen und Schüler werden durch dynamische Modelle in die Lage versetzt, durch Experimentieren und Beobachten, mathematische Zusammenhänge selbst zu entdecken. Durch die Interaktivität der Arbeitsblätter, mit der Möglichkeit der sofortigen Rückmeldung an die Schülerinnen und Schüler, wird die Interpretation und Reflexion der gefundenen Ergebnisse zur Selbstverständlichkeit. So organisierter Mathematikunterricht leistet daher einen wesentlichen Beitrag zum Erlernen naturwissenschaftlicher Methoden.

  • Mathematik / Rechnen & Logik
  • Sekundarstufe I

Öffnung von Schule durch eine Astronomie-AG

Fachartikel

"Wie keine andere Naturwissenschaft prägt die Astronomie unser Weltbild, und wie keine andere Naturwissenschaft ist sie mit so einfachen Mitteln wie einem einfachen Teleskop in all ihrer Tiefe erfahr- und erlebbar." (John Dobson) Und wie keine andere Naturwissenschaft bietet sich die Astronomie an, Schülerinnen und Schüler aller Altersstufen aus dem Schulhaus zu locken, um beeindruckende Himmelsphänomene zu erleben. Die Astronomische Gesellschaft formuliert in ihrem Memorandum Kriterien für einen guten naturwissenschaftlichen Unterricht. Dazu gehört zum einen die Vermittlung von Naturwissenschaft durch direkte Naturbeobachtung. Zum anderen sollen die Lernenden durch entdeckendes Lernen aktiv am Prozess "Wissenschaft" teilhaben. Für die Umsetzung dieser Kriterien erscheint es uns notwendig, die Schule mit ihrem traditionellen Unterricht in verschiedenen Dimensionen zu öffnen. Seit 1993 gibt es am Kopernikus-Gymnasium in Wissen (Rheinland-Pfalz) eine Arbeitsgemeinschaft, die versucht, bei Schülerinnen und Schülern Interesse an astronomischen Phänomenen zu wecken. In zahlreichen Projekten konnten seither neue Unterrichtsstrukturen, -methoden und -inhalte unter der Intention "Öffnung von Schule und Unterricht" erfolgreich umgesetzt werden.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Sprachsensibler Fachunterricht mit Lingo MINT

Fachartikel

Lingo MINT bietet Materialien für das integrierte Sprach- und Fachlernen (CLIL) zu mathematischen, technischen und naturwissenschaftlichen Themen für Lernende mit Deutsch als Zweit- oder Fremdsprache. Lingo MINT ist konzipiert für den Unterricht in Deutsch als Fremdsprache und Deutsch als Zweitsprache (DaF, DaZ). Die Materialien legen den inhaltlichen Fokus auf die MINT-Fächer und beinhalten Alltagsphänomene aus Technik, Mathematik und den Naturwissenschaften . Durch den phänomenbasierten Ansatz eignet sich das Material weltweit für den Unterricht in fächerübergreifenden Lernumgebungen als Fremd- und Zielsprache. Es wird ebenso in Schulen im Ausland mit Deutschschwerpunkt sowie für Lernende mit Migrationshintergrund in Deutschland eingesetzt. Inhalte für Kinder und Jugendliche Kinder von 8 bis 12 Jahren entdecken mit dem "Lingo macht MINT"-Magazin interessante Sprachthemen und können selbst Experimente machen.

  • DaF / DaZ / Mathematik / Rechnen & Logik / Technik / Sache & Technik / Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Chemie / Natur & Umwelt / Physik / Astronomie
  • Primarstufe, Sekundarstufe I

Experiment: Kristalle züchten

Kopiervorlage

Dieses Unterrichtsmaterial zum Thema "Kristalle züchten" regt die Lernenden der Grundschule zu Hause oder im Unterricht zum Experimentieren, Forschen und Entdecken an und fördert damit naturwissenschaftliche Kompetenzen.Im naturwissenschaftlich-mathematischen Unterricht der Grundschule und der Sekundarstufe I sollen die Schülerinnen und Schüler nicht nur Regeln lernen und anwenden, sondern auch kreatives Denken und Arbeiten ausprobieren können. Vor allem schülerzentriertes Experimentieren kann dabei helfen, Neugier zu wecken und forschendes Lernen zu vermitteln. Mit kleinen Experimenten können Sie oft auch vermeintlich leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler motivieren und neben den naturwissenschaftlichen Kompetenzen grundlegende Fähigkeiten fördern wie genaues Beobachten, Geduld oder Konzentration. Passend dazu zeigt dieses Unterrichtsmaterial für den Sachunterricht der Grundschule oder auch den Chemie-Unterricht der Sekundarstufe I den Lernenden, wie sie selbst zu Hause oder im Unterricht bunte Kristalle züchten können. Nach der Einweisung in die Sicherheitshinweise erfahren die Schülerinnen und Schüler, welche Materialien benötigt werden und wo diese erhältlich sind. Eine bebilderte Schritt-für-Schritt-Anleitung ermöglicht eine selbstständige Vorgehensweise in Gruppen. So können fehlende Kompetenzen bei der Herstellung überwunden werden. Der griechische Ursprung des Begriffes Kristall (Frost, Eiseskälte, Eis) erinnert an die Ähnlichkeit mit gefrorenem Wasser, das in diesem Aggregatzustand zu einem Kristall wird. Funkelnde Körper wie Edelsteine und Kristalle begeistern Groß und Klein. Dass die Kinder glitzernde Gebilde mit diesem Unterrichtsmaterial selbst herstellen, kann als Idee beispielsweise auch im Rahmen eines Projektes weiter verfolgt werden. In der Natur dauert es sehr lange, bis Kristalle gewachsen sind, in diesem Experiment geht es jedoch schneller: Die Lernenden führen den Versuch auf der Grundlage von Alaun und weiteren Materialien aus dem Alltag nach Anleitung durch, beobachten den Vorgang und beschreiben das Ergebnis. Dabei üben sie sich gewissermaßen nebenbei in Geduld und verbessern ihre Lesekompetenz.

  • Chemie / Natur & Umwelt / Technik / Sache & Technik
  • Primarstufe, Sekundarstufe I

Zeitgenössische Literatur für Kinder und Jugendliche mit der…

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit zum Thema "Zeitgenössische Literatur für Kinder und Jugendliche" veranschaulicht, wie die Neugier von Schülerinnen und Schülern auf 20 aktuelle, empfehlenswerte Kinder- und Jugendbücher mittels eines bewusst langsamen, schrittweisen Annäherungsprozesses geweckt werden kann. Das Format "Literarische Stationenreise" führt über mehrere Stationen vom Entdecken von Bilddetails der Buchcover bis hin zum Enthüllen und Öffnen der Bücher. Wie bei einem Mosaik entsteht nach und nach eine Vorstellung von den Büchern. Die Annäherung erfolgt – im Gegensatz zur Buchauswahl in Bibliothek oder Buchhandlung – bewusst verlangsamt. Die Neugier auf die Bücher wächst idealerweise während des Prozesses mit jedem Schritt und mündet in der Wahl dreier persönlicher Favoriten. Die Unterrichtseinheit "Zeitgenössische Literatur für Kinder und Jugendliche mit der literarischen Stationenreise" wurde von LesArt in Zusammenarbeit mit Schulen im Programm Kunstlabore entwickelt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler schulen in der Diskussion an den und über die verschiedenen Bücher-Stationen und durch freies Assoziieren ihre Sprach- und Sprechkompetenz: Satzbildung, Sprachduktus, Wortschatz. schärfen durch Aufgaben ihre visuelle Wahrnehmung. können einen eigenen Standpunkt entwickeln und im Diskurs in der Kleingruppe sowie gegenüber dem gesamten Plenum vertreten. Lern- und Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Äußerungen Anderer aufmerksam folgen, Inhalte begreifen und in die eigene Gesprächsstrategie einbauen. werden durch die Bücher angeregt zur weiteren, fachübergreifenden kreativen Nutzung (bildnerisches Gestalten, naturwissenschaftliche Experimente). können mit Sprache spielerisch umgehen. werden neugierig auf die Bücher. Selbst- und Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler werden durch das Nachdenken über die verhüllten Bücher zum Denken angeregt. gehen auf ihre Kommunikationspartnerinnen und Kommunikationspartner ein. werden durch Irritation als Impuls zum freien Assoziieren angeregt. Wie bereite ich meine ausgewählten Bücher für die Stationenreise vor? Dieser Film zeigt Ihnen, wie Sie die ausgewählten Bücher für die Stationenreise vorbereiten. (Lizenz: CC-BY-SA 3.0, Erklärfilm von Oliver Eberhard, Torsten Feig, Cathleen Held, Bettina Hohorst, Anja Krauß und Sabine Mähne.) Dieser Film gibt einen Eindruck zu kreativen, interaktiven Veranstaltungsmodellen zur literarisch-ästhetischen Bildung.

  • Deutsch / Kommunikation / Lesen & Schreiben
  • Primarstufe, Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

AstroFarmer: die Wachstumsbedingungen von Pflanzen erforschen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit erforschen die Schülerinnen und Schüler, wie die Luft, das Wasser, die Erde, die Temperatur und der Zugang zu Nährstoffen das Wachstum von Pflanzen beeinflussen. Die verschiedenen Faktoren werden anschließend auf das Wachstumsverhalten von Pflanzen im Weltall übertragen. In den sechs Übungen dieser Lerneinheit erforschen die Lernenden, welche verschiedenen Faktoren das Wachstum von Pflanzen beeinflussen. Die Schülerinnen und Schüler entdecken, dass Pflanzen Luft, Licht, Wasser, Nährstoffe und gleichbleibende Temperaturen benötigen, um wachsen zu können. Sie werden beobachten, was mit Pflanzen passiert, wenn einige dieser Faktoren variieren. Um die Mechanismen hinter dem Pflanzenwachstum und die biologischen Abläufe besser verstehen zu können und für die Lernenden anschaulicher zu machen, werden einfach gehaltene Versuche durchgeführt. Abschließend übertragen sie das Erlernte dann auf die Kultivierung von Pflanzen im All. Die Unterrichtseinheit wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Pflanzen sind für die Ökosysteme unserer Erde wichtig. Sie sind eine Nahrungsquelle für Tiere und wandeln bei der Photosynthese Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff um. Diese Übungsreihe veranschaulicht den Lernenden, was Pflanzen benötigen, um zu überleben und gesund zu sein. Die Hauptfaktoren Zugang zu Luft, Licht, Wasser, Nährstoffen, eine passende und nicht zu stark schwankende Temperatur werden in verschiedenen Experimenten selbst ermittelt. Des Weiteren werden die eigenen, gesammelten Messwerte und Erfahrungen anschließend zusammengefasst und auf die wichtigsten Voraussetzungen für ein Pflanzenwachstum auf dem Mond übertragen. Die Unterrichtseinheit kann im Klassenzimmer über einen längeren Zeitraum durchgeführt und immer wieder in den Unterricht eingebaut werden. Aufgrund der Wachstumszeit der Pflanzen bietet es sich an, in regelmäßigen Abständen auf das Projekt im Unterricht zu verweisen. Altersgruppe: 8 bis 12 Jahre Unterrichtsfach: Naturwissenschaften (Sachunterricht, Biologie, NAWI) Schwierigkeitsgrad: Mittel Benötigte Zeit: 3 bis 4 Unterrichtsstunden Benötigte Materialien: Kresse-Samen, Radieschen-Samen, Blumen mit weißen Blüten Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass Pflanzen Wasser, Licht, Luft, Nährstoffe und passende Temperaturen benötigen, um zu wachsen. verstehen, dass die Umwelt sich verändern und gefährlich für lebendige Organismen werden kann. lernen, dass es möglich ist, Pflanzen ohne Erde anzubauen. führen einfache Tests beziehungsweise Experimente genau durch. erkennen Variablen und ändern diese bei Bedarf. interpretieren Beobachtungen und leiten Ergebnisse aus ihnen ab. lösen Probleme alleine oder in der Gruppe.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Geographie / Jahreszeiten / Physik / Astronomie
  • Primarstufe, Sekundarstufe I

Beobachtungsvorbereitung mit Stellarium

Unterrichtseinheit

Die Planung einer Beobachtung und ihre außerunterrichtliche Durchführung unter freiem Himmel können bei Schülerinnen und Schüler einen nachhaltigen Eindruck hinterlassen und das latente Interesse an den Naturwissenschaften entzünden. Wie dies durch eine Planetarium-Software unterstützt werden kann, wird hier am Beispiel der Bedeckung der Plejaden und der Venus durch den Mond vorgestellt.Einfache Beobachtungen sind oft ein wirkungsvoller Einstieg in die Naturwissenschaften. Insbesondere die Astronomie erweist sich für viele Jugendliche als attraktiv. Für erste einfache Beobachtungen bieten sich die eher "alltäglichen" Objekte wie Mond und Planeten, aber auch Sternhaufen wie die Plejaden an. Solche Beobachtungen können mit Planetarium-Software wie dem kostenfreien Stellarium vorbereitet werden. Die Arbeit mit dem Programm hinterlässt selbst dann noch einen Eindruck bei den Lernenden, wenn die Beobachtung selbst an widrigen Wetterverhältnissen scheitert. Die Hoffnung, dass bei der nächsten Beobachtung das Wetter mitspielt und das ?live?-Erlebnis ermöglicht, wird durch eine verpasste Gelegenheit noch gesteigert. Entdecke die Möglichkeiten von Stellarium! Die Software Stellarium ist recht intuitiv bedienbar. Lehrerinnen und Lehrern sei jedoch empfohlen, vor dem Unterrichtseinsatz die Möglichkeiten des Programms spielerisch zu erkunden. Man entdeckt immer wieder neue potenzielle Einsatzmöglichkeiten. Einen Überblick über die wichtigsten Funktionen und einige Tipps finden Sie in der kurzen Stellarium ? ein virtuelles Planetarium für die Schule im Bereich Fachmedien bei Lehrer-Online. Kulturgeschichte am Himmel Beim Beobachten sollten sich die Schülerinnen und Schüler nicht nur mit den "technischen Daten" der Objekte beschäftigen. Wer waren eigentlich die Plejaden? Welche Bedeutung hatte die Plejaden-Ähre? Und woher haben Venus und Jupiter ihre Namen? Welche Bedeutung hatte Venus für die Mayas? ? Bedeckung von Plejaden und Venus durch den Mond Screenshots zeigen, wie die Beobachtung einer Plejadenbedeckung durch den Mond und die Bedeckung der Venus durch den Mond mit Stellarium vorbereitet wurden. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihren Beobachtungsort bestimmen und in der Planetarium-Software eingeben können. die Beobachtungszeit einstellen können. die Bedienung der Planetarium-Software in Grundzügen erfassen. die zu erwartenden Beobachtungen (zum Beispiel Bedeckungszeiten) erkennen und schriftlich festhalten. Thema Beobachtungsvorbereitung mit Stellarium Autor Dr. Karl Sarnow Fach Astronomie, Naturwissenschaften (WPK) Zielgruppe Sekundarstufe I, Anfangsunterricht Zeitraum 1-2 Doppelstunden Technische Voraussetzungen Rechner mit Stellarium (kostenloser Download) in ausreichender Anzahl (Partner- oder Einzelarbeit) Start von Stellarium Am 13. November 2008 schob sich der Mond vor den Sternhaufen der Plejaden. Die Beobachtung dieser Bedeckung wurde mit Stellarium in einer Doppelstunde im Wahlpflichtkurs (WPK) 9 eines Gymnasiums vorbereitet. Da Stellarium nicht auf den Schulrechnern installiert war, wurde das virtuelle Planetarium von der Xplora-Knoppix-DVD gestartet. Diese DVD enthält neben Stellarium weitere für den naturwissenschaftlichen Unterricht nutzbare Software - fertig installiert und konfiguriert. Die DVD kann von der Xplora-Website heruntergeladen werden: Xplora ? DVD Knoppix: die Wissenschaft für Schulen erschließen Xplora Knoppix ist eine Debian-basierte Linux Distribution, die vollständig auf einer automatisch hochfahrenden DVD enthalten ist. Nach dem Start von Stellarium werden Beobachtungsort, Datum und Zeit des Ereignisses eingestellt. Je nach den Vorkenntnissen der Schülerinnen und Schüler (Hinweise auf das Ereignis in der Tageszeitung, der Fachpresse oder Lehrermitteilung) erfolgen die Einstellungen selbstständig oder unter Anweisung. Mögliche Fragestellungen sind: Finde die Uhrzeit der ersten Bedeckung am 13. November 2008 heraus. Finde den Namen des ersten Sterns heraus, der von der Bedeckung betroffen ist. Finde den Namen des Sterns heraus, der als letzter von der Bedeckung betroffen ist. Notiere ebenso die Uhrzeit. Nenne Schwierigkeiten bei der Beobachtung, die - abgesehen vom Wetter - auftreten können. Blick mit dem bloßen Auge Abb. 1 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt die Himmelsansicht (Blickrichtung Osten) am 13. November 2008 um 19:00 Uhr in Hannover. Unterhalb des Mondes befindet sich Aldebaran, der Hauptstern des Sternbildes Stier. In dieser Darstellung wird deutlich: Die Helligkeit des (fast) Vollmondes wird die Plejaden bei der Betrachtung mit dem bloßen Auge überstrahlen. Ohne einfache optische Hilfsmittel werden die Bedeckungszeiten nicht bestimmt werden können. Blick durch den Feldstecher Also lässt man die Schülerinnen und Schüler den FOV ("Field Of View") eines Fernglases mit sieben-, acht- oder zehnfacher Vergrößerung einstellen. Die entsprechenden Daten können Lernende von den (falls vorhanden) privat zur Verfügung stehenden Geräten oder dem Schulgerät im Internet finden (Herstellerinformationen). Abb. 2 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt den Anblick in einem 7 mal 50 Feldstecher. Wie heißt der Stern? Man erkennt deutlich, dass die Helligkeit des Mondes die Sicht auf die Plejaden beeinträchtigen wird. (Anmerkung: Die Darstellung der Plejaden kommt bei Stellarium zu gut weg: Die von Fotos bekannten bläulichen Reflexionsnebel um die Plejaden werden vom Mond überstrahlt und sind im Feldstecher nicht zu erkennen.) Um die Namen der Plejaden-Sterne zu sehen, wird die Zeit etwas zurückgestellt, der Blickwinkel verringert und mit der linken Maustaste auf den Stern geklickt, dessen Name interessiert (Abb. 3). Es handelt sich dabei um Electra, der erste helle Stern, der vom Mond bedeckt wird. Wenn das Wetter nicht mitspielt ... Nach einem relativ wolkenfreien Tag schoben sich am Abend des 13. November 2008 rechtzeitig vor 18:00 Uhr dicke Wolken vor den Mond. Die erfolgreiche gemeinsame Beobachtung des "Originals" am Himmel blieb der Gruppe vorenthalten, so blieb nur der soziale Effekt gemeinsamer Enttäuschung. Dies verstärkte den Wunsch, ein Live-Erlebnis bei nächster Gelegenheit nachzuholen. Bedeckungen durch die Mondsichel sind vorteilhaft Das nächste vergleichbare Ereignis nach der Plejadenbedeckung war die Bedeckung der Venus durch den Mond am 1. Dezember 2008. Die Planung der Beobachtung erfolgte nach dem zuvor beschrieben Muster. Abb. 4 zeigt den Blick durch ein 7 mal 50 Fernglas. Man erkennt, dass die Umstände der Beobachtung dieser Bedeckung im Vergleich zur Plejadenbedeckung günstiger sind, weil der Mond die Form einer schmalen Sichel zeigt und so das bedeckte Objekt nicht überstrahlt. Da Venus zudem sehr hell leuchtet, ist der Bedeckungseffekt kontrastreich zu erkennen. Ein Vorteil für die Organisation der Beobachtung war zudem, dass dieses Ereignis am späten Nachmittag stattfand, so dass auch jüngere Schülerinnen und Schüler problemlos mit eingebunden werden konnten. Vorsicht bei horizontnahen Objekten! Abb. 5 zeigt die Konstellation bei Betrachtung mit bloßem Auge. Da die Bedeckung sehr knapp über dem Horizont in südwestlicher Richtung stattfindet, muss der Beobachtungsort mit Bedacht gewählt werden: Wenn die Konstellation im entscheidenden Moment hinter der Turnhalle oder einem nahen Hochhaus verschwinden würde, wäre die Enttäuschung groß. In diesem Fall nutzte allerdings die sorgfältige Planung nichts, da wiederum das Wetter nicht mitspielte.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie in 3D

Fachartikel

Animationen zeigen den Ablauf der wichtigsten Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie. Die Moleküle - Edukte, Übergangszustände, Produkte - können dabei aus allen Perspektiven betrachtet und sterische Fragestellungen untersucht werden. Eine Visualisierung der Ladungsverteilung auf den Moleküloberflächen verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Struktur und Reaktivität.Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts "Naturwissenschaften entdecken!" wurden von der Fachgruppe 3D-Moleküle Unterrichtsmaterialien entwickelt, die neue Wege des Lehrens und Lernens mit virtuellen Molekülmodellen aufzeigen sollen. Neben dynamischen Arbeitsblättern zur Die Struktur der DNA - virtuelle Moleküle in 3D und zur Funktion der ATP-Synthase - Synthese von Energieäquivalenten , die die Lernenden einzeln oder zu zweit am Rechner bearbeiten sollen, entstanden die hier vorgestellten "dynamischen Folien" zu den Reaktionsmechanismen. Diese können im Fachraum zur Unterstützung des Unterrichtsgesprächs per Beamer projiziert werden. Am heimischen Rechner können Schülerinnen und Schüler den Unterrichtsstoff wiederholen.

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

Bedrohte Indianer im Amazonasgebiet

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit entstand im Rahmen einer Testreihe zur Eignung von Netbooks für den schulischen Einsatz. Im Projekt "Naturwissenschaften entdecken!" stellten die Arbeitgeberverbände Gesamtmetall die Mini-Rechner zur Verfügung, damit Lernende der Sekundarstufe I selbstständig und ortsunabhängig recherchieren konnten.Der Konflikt zwischen Ressourcenverbrauch und moderner Lebensweise einerseits und dem Recht auf eine traditionelle Lebensweise und einem unversehrten Lebensraum andererseits wird wohl an wenigen Stellen so deutlich wie in den Regenwäldern dieser Erde. Anhand dieses Beispiels sollen die Lernenden im Internet recherchierte Fakten mithilfe eines Diagramm-Editors grafisch aufbereiten und die Bezüge darstellen. Auf diese Weise wird das komplexe Wirkungsgefüge für die Schülerinnen und Schüler nachvollziehbarer.Die Bedrohung der traditionellen Lebensweise der Yanomami-Indianer im Grenzgebiet von Brasilien und Peru bietet sich hier im Besonderen als Unterrichtsgegenstand an, da hier nicht nur die Exemplarik gegeben ist, sondern weil sich das Thema auch gut durch die neuen Medien inhaltlich erfassen und bearbeiten lässt. Durchführung Die Lernenden recherchieren Informationen mithilfe vorgegebener Internetlinks und erstellen anschließend eine Concept-Map. Kognitive Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler sollen Wanderfeldbau als traditionelles und nachhaltiges Wirtschaftssystem nennen können. die Ursachen der Bedrohung indigener Völker und deren Lebensweise (hier Yanomami) erkennen können. den Konflikt zwischen Raumnutzung und Ressourcenhunger der modernen Welt und der traditionellen Lebensweise der indigenen Bevölkerung darstellen können. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen gezielt Informationen aus Internetseiten entnehmen können. eine Concept-Map mit dem Diagrammeditor yED erstellen können. Affektive Lernziele Die Schülerinnen und Schüler sollen einen kritischen Umgang mit der medialen Berichterstattung üben. Thema Bedrohte Indianer im Amazonasgebiet Autor Florian Thierfeldt Fach Geographie Zielgruppe Klasse 8 Zeitraum 1 bis 2 Stunden, je nach Vorkenntnissen im Umgang mit yED Medien Netbooks Technische Voraussetzungen Internetzugang, yEd Graph Editor zum Zeichnen von Netzwerken, Graphen, Diagrammen (kostenlos erhältlich) Ein Video zum Einstieg Mithilfe des Videos "Painted Spirits - Yanomami" wird emotional an das Thema "traditionelle Lebensweise" herangeführt. Gleichzeitig kann das Video als einer von zwei Gegenpolen gegenüber der Berichterstattung in den Online-Zeitungen dienen. Mithilfe der Internetquellen werden dann gemäß der Aufgabenstellungen die Informationen aus dem Internet gesucht. Anschließend beginnt die Reorganisation und Reflexion der recherchierten Fakten mit dem Programm yED. Hier sind individuelle, entsprechend der kognitiven Fähigkeiten der Lernenden erarbeitete Lösungen zu berücksichtigen. In einer sich anschließenden Präsentation können, dank des genutzten Mediums, Änderungen durch die Lerngruppe in das Endergebnis eingearbeitet werden. Aus Sicht der Lehrkraft sind die leichte Einsetzbarkeit und die Möglichkeit, "ortsunabhängig" mit den Geräten zu arbeiten, besonders hervorzuheben. Aufgrund der geringen Größe ist aus Erwachsenensicht fragwürdig, wie ergonomisch die Arbeit mit den Netbooks ist. Demgegenüber steht auf Schülerseite ein enormes Motivationspotenzial, das nicht unterschätzt werden darf. Gerade das handliche Format und die universelle Einsetzbarkeit machen den Schülerinnen und Schülern einen enormen Spaß und können positiv für den Unterricht genutzt werden. Ein praktisches Problem (falls zentral von der Schule zur Verfügung gestellt) ist das regelmäßige Aufladen der Akkus, damit es nicht plötzlich zu Geräteausfällen kommt. Dem steht eine lange Akkulaufzeit gegenüber, die in den Klassenräumen eine aufwändige Stromverkabelung unnötig macht.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I
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