Ablauf der Unterrichtseinheit "Eco-Phones"

Dieser Abschnitt wird von der Lehrkraft geleitet. Zeigen Sie zunächst die Lernziele für dieses Projekt auf (Folie 2) und führen Sie kurz in die Problemstellungen rund um die Herstellung und Entsorgung von Smartphones ein (Folien 3 bis 5). Stellen Sie dann die Leitfrage (Folie 6) und bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, paarweise ihr bereits vorhandenes Wissen zu besprechen.

Stellen Sie anschließend das "Materialsuche"-Spiel vor und lassen Sie die Schülerinnen und Schüler Vierergruppen bilden. Folgen Sie den Anweisungen auf SI2 und nutzen Sie das Spielbrett (SI1) und die Spielkarten (SI3 a bis d). Führen Sie im Anschluss an das Spiel mit den Schülerinnen und Schülern eine Diskussion über Themen, die während des Spiels aufgekommen sind. Nutzen Sie Fragen wie diese:

• Werden die Materialien für Smartphones ausgehen?
• Was sind die Auswirkungen der Extrahierung und Aufarbeitung von Smartphone-Materialien?
• Was sind die Auswirkungen der Entsorgung von Handys?
• Was sind Vor- und Nachteile des Recyclings von Smartphones?
• Welche Lösungen für das Problem können die Schülerinnen und Schüler vorschlagen?

Die Schülerinnen und Schüler spielen dann "Das Konsequenzen-Spiel" (Folie 7) und nutzen dafür SI4 bis 7. Das wird ihnen dabei helfen, einige der problematischen Konsequenzen zusammenzufassen, die aufkommen, wenn Smartphones weiterhin wie bisher hergestellt und entsorgt werden.

Präsentieren Sie anschließend die Frage, die die Schülerinnen und Schüler nun untersuchen werden (Folie 8). Stellen Sie klar, dass sie dafür mehr Informationen brauchen werden, um die Hersteller zu überzeugen. Führen Sie eine kurze Diskussion, um festzustellen, was die Schülerinnen und Schüler noch über die Herstellung umweltfreundlicher Handys herausfinden müssen und konzentrieren Sie sich dabei auf die Nutzung nachhaltiger Materialien, um individuelle Teile zu produzieren.

Geben Sie den Schülerinnen und Schülern eine Kopie des WWWL-Schemas (SI8) und besprechen Sie, wie sie es benutzen sollen (Folien 9 bis 10). Die Lernenden wählen einen Teil des Smartphones aus, auf den sie sich konzentrieren möchten (das Gehäuse, die Batterie, die Platine), um in Einzelarbeit die "Wissen"-Spalte auszufüllen. Hier tragen die Schülerinnen und Schüler ein, was sie bereits über die Eigenschaften dieses Teils wissen. 

Anschließend diskutieren die Schülerinnen und Schüler paarweise über mögliche Fragen, die ihnen helfen, ihre Forschungsfrage zu entwickeln (die "Wollen"-Spalte). Fragen Sie die Schülerpaare nach Ergebnissen ihrer Diskussion und entscheiden Sie gemeinsam mit der Klasse, welche Fragen am hilfreichsten sind.

Vorschläge für passende Fragen sind:

1. Welches alternative Material, das von Forscherinnen und Forschern untersucht wird, hat diese Eigenschaften?
2. Wie wird dieses Material gewonnen?
3. Welche Auswirkungen hat die Gewinnung des Materials auf Umwelt und Gesundheit?
4. Ist das Material erneuerbar?
5. Welche Auswirkungen hat die Entsorgung des Materials?
6. Werden die Verbraucherinnen und Verbraucher das Material akzeptieren?
7. Wann wird das Material in Smartphones genutzt werden können?

Die Schülerinnen und Schüler übertragen dann diese Fragen in die "Wollen"-Spalte ihres Schemas. Erklären Sie den Schülerinnen und Schülern, dass sie die "Wie"- und "Lernen"-Spalten später ausfüllen werden (Folie 9). Wenn Sie auf das Bild der Engage-Webseite (http://www.engagingscience.eu/de/2016/11/03/eco-phones/) klicken, gelangen Sie zu dem Bereich, in dem die Schülerinnen und Schüler Zugriff auf die Quellen haben. Zeigen Sie ihnen die verschiedenen Quellen: wissenschaftliche Quellen, bearbeitete Quellen, Leitfäden. Erkunden Sie einige Quellen gemeinsam, damit die Schülerinnen und Schüler eine Idee von der breiten Auswahl bekommen. Erklären Sie, dass die meisten Schülerinnen und Schüler die bearbeiteten Quellen nutzen sollen, ein kleinerer Teil kann aber ebenfalls mit den wissenschaftlichen Quellen arbeiten. Die Leitfäden helfen dabei, die Quellen zu analysieren.

Dieser Abschnitt wird von den Schülerinnen und Schülern geleitet. Diese benötigen dafür Zugriff auf die Engage-Webseite (http://www.engagingscience.eu/de/2016/11/03/eco-phones/), auf der sie die Quellen herunterladen und nutzen können. Alternativ können Sie auch Kopien der Quellen erstellen und an die Schülerinnen und Schüler verteilen. 

Jede Schülerin und jeder Schüler sieht sich die verfügbaren Quellen für den Teil an, der gewählt wurde. Die Schülerinnen und Schüler nutzen die Leitfäden, die ihnen helfen, ihre Quellen zu analysieren. Folgende Punkte sollten genannt werden:

• Gras-Harz-Gehäuse: 
  Im Vergleich zu den Daten zu den Materialien (in der Datensammlung), die aktuell für Smartphone-Gehäuse genutzt werden (Polykarbonat und Aluminium-Legierungen), unterstützen diese Daten die Behauptung aus dem Web-Artikel und Video, dass das Gras-Harz-Gehäuse Eigenschaften hat, die es für Smartphones geeignet machen.
• Baumfaser-Schaltboard:
  Die Daten in den Balkendiagrammen zeigen auf, dass das Material biologisch abbaubar ist. Auch die anderen Eigenschaften machen es für den Zweck geeignet. Der vollständige wissenschaftliche Artikel beinhaltet aber auch Daten, die zeigen, dass durch eine Bedeckung mit Harz der Gewichtsverlust der Materialprobe nach einer Behandlung mit Pilzen in einer gewissen Zeit geringer ist. Dies zeigt einen langsameren biologischen Abbau an.
• Zucker-Batterien:
  Die Daten im wissenschaftlichen Artikel zeigen, dass Batterien eine hohe Energiedichte haben, was für Smartphone-Batterien eine wichtige Eigenschaft ist. Wenn sich die Schülerinnen und Schüler jedoch den Abschnitt mit den ergänzenden Informationen ansehen, werden sie feststellen, dass einige Daten einer unzuverlässigen Quelle entstammen (Wikipedia).

Wenn die Schülerinnen und Schüler mit der Recherche über ihr ausgewähltes Smartphone-Teil fertig sind, können sie sich über alternative Materialien für ein zweites Teil erkundigen oder ihre Ergebnisse in Dreiergruppen besprechen. 

Dieser Abschnitt wird von den Schülerinnen und Schülern geführt und von der Lehrkraft eingeleitet. An diesem Punkt der Aktivität nutzen die Schülerinnen und Schüler das, was sie über das Präsentieren gesammelter Informationen an Smartphone-Hersteller gelernt haben.

Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern die Kommunikationsaufgabe (Folien 3 und 4). Die Schülerinnen und Schüler arbeiten einzeln oder in Paaren und nutzen das Arbeitsblatt 5, um ihre Präsentation für ein Publikum aus Smartphone-Herstellern zu planen – am geeignetsten sind eine Videopräsentation oder eine Gesprächsrunde. Sie müssen diverse Informationen vermitteln, um die Hersteller von Folgendem zu überzeugen:

• Notwendigkeit von Veränderungen,
• Möglichkeit von Veränderungen,
• Wille der Verbraucherinnen und Verbraucher, die Telefone weiter zu kaufen, sodass das Geschäft weiterhin profitabel bleibt.

Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, ihre Argumente dem Rest der Klasse vorzustellen.