Natur­wissen­schaften

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 11 vermittelt Grundlagenwissen über die Gewinnung und Verarbeitung von Eisen zu Stahl. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Redoxreaktionen im Hochofen, beschreiben die Umwandlung von Roheisen zu Stahl und erörtern chemische Prozesse im Kontext von Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit. So werden sowohl Reaktionsprinzipien als auch stoffliche Eigenschaften praxisnah erarbeitet. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Thematisch orientiert sie sich dabei an einem Werkstoff, der nicht nur in der Industrie, sondern auch im Alltag eine ganz entscheidende Rolle spielt: Stahl. Er lässt sich in jeglichen Branchen wiederfinden und ist als Werkstoff nicht wegzudenken. Im Fokus dieser Unterrichtseinheit steht die Gewinnung von Eisen sowie die Weiterverarbeitung zu Stahl. Dabei wird zunächst der Abbau von Metalle rzen im Detail betrachtet. Besonderes Augenmerk wird dann auf den Hochofenprozess und die dabei ablaufenden chemischen Reaktionen gelegt, wodurch die Schülerinnen und Schüler das Thema der Redoxgleichungen wiederholen und lernen es anzuwenden. Neben der Herstellung von Eisen wird auch die Umwandlung von Roheisen zu Stahl näher betrachtet, wobei hier vor allem das Linz-Donawitz-Verfahren eine wichtige Rolle spielt. Außerdem kann in einer fächerübergreifenden Aufgabenstellung die Stahlherstellung in Bezug auf Ressourcenschonung und Umweltfreundlichkeit zunächst in Gruppen und dann innerhalb der Klasse diskutiert werden. Dabei werden das kritische Hinterfragen und das Zusammenarbeiten in einer Gruppe sowie die Verteilung der Aufgaben geübt. In einigen Aufgabenstellungen dieser Unterrichtseinheit wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und geschult. Abschließend beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema Stahl als Werkstoff. Hierbei wird vor allem auf die enorme Vielfältigkeit an Anwendungsgebieten sowie verschiedenen Legierungsmöglichkeiten hingewiesen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen groben Überblick über die Einteilung der Stähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung und erkennen Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der Stahllegierungen und den zugesetzten Elementen. Stahl ist einer der am häufigsten verwendeten Werkstoffe der Welt . Er begegnet uns überall im Alltag, ob am Frühstückstisch, auf dem Weg zur Schule oder in der Freizeit am Computer. Doch nicht nur im Alltag besitzt er größte Relevanz, auch als Werkstoff für die Bauindustrie, in Werkzeugen oder Maschinen ist er nicht mehr wegzudenken. Daher ist diese Thematik von höchster Bedeutung für den schulischen Unterricht. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemie- und Geografieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann im Anschluss an das Themengebiet "Energie und chemische Reaktionen" als möglicher Kontext in Bezug auf die "Metallgewinnung" sowie einem "Nachhaltigen Umgang mit Stoffen und Energie" behandelt werden und bezieht sich dabei vor allem auf die Rahmenlehrpläne der Länder Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen. Die Einheit bietet ebenso fächerübergreifende Aspekte und könnte teilweise als vertiefendes Modul im Fach Geografie für das Themengebiet "ökonomisch relevante Bodenschätze" beziehungsweise "Überblick über Arten und Verteilung von Bodenschätzen" eingesetzt werden. Außerdem kann diese Einheit in verringertem Umfang als ergänzendes und weiterführendes Material für die Sekundarstufe I während der Thematik "Metalle – Schätze der Erde" verwendet werden. Grundlegende chemische Kenntnisse werden für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. Die Aufstellung von Reaktionsgleichungen und insbesondere von Redoxgleichungen sollte zuvor mit den Schülerinnen und Schülern besprochen worden sein. Außerdem sollte die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. In der ersten Doppelstunde wird zunächst über das Thema der Metalle rze gesprochen. Als zentraler Punkt bei der Stahlherstellung wird auch hier besonderes Augenmerk auf den Hochofenprozess gelegt. Wahlweise kann hier eine klimafreundlichere Alternative zum Hochofenprozess – die wasserstoffbasierte Stahlerzeugung – thematisiert und so auf die Wichtigkeit einer nachhaltigen Großindustrie eingegangen werden. Im Anschluss werden der Werkstoff Stahl und seine Eigenschaften näher betrachtet. Im Verlauf der Unterrichtseinheit kann zwischen darbietendem Unterricht und der aktiven Mitgestaltung durch Schülerinnen und Schüler immer wieder variiert werden, was eine abwechslungsreiche Unterrichtsgestaltung erlaubt. Die Einheit bietet vertiefendes chemisches Wissen in Anlehnung an den Alltag mit breit gefächerten, binnendifferenzierbaren Aufgabenstellungen in verschiedenen Schwierigkeitsstufen. Diese können je nach Wissensstand, Grund- oder Leistungskurs flexibel ausgetauscht oder ergänzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich detailliiertes Wissen über Metallerze und deren Abbau. erläutern die chemischen Vorgänge im Hochofen. kennen das Linz-Donawitz-Verfahren. können verschiedene Stähle grob einteilen und sie an Gerüsten in ihrer Umgebung kennenlernen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text entnehmen und wiedergeben. können in verschiedenen Quellen zu einem naturwissenschaftlichen Sachverhalt recherchieren und verbessern dabei auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen kritisch zu hinterfragen. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden. bewerten und diskutieren in einer Gruppe.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 10 beleuchtet zentrale Konzepte der Energieumwandlung und Energieversorgung am Beispiel des Verbrennungsmotors. Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Aufbau und die vier Takte des Motors, führen ein Experiment zur Verdichtung und Ausdehnung von Gasen durch und deuten die Ergebnisse im Kontext der Kraft-Wärme-Kopplung. Animationen und Diskussionsaufgaben regen zur Auseinandersetzung mit der Zukunft dieser Technologie an. Die Unterrichtseinheit "Motortyp Verbrennungsmotor – ohne Motor läuft nichts" thematisiert bezugnehmend auf den Themenbereich "Energieversorgung" den Verbrennungsmotor. Dabei werden der Aufbau und die vier Takte des Verbrennungsmotors thematisiert und die physikalischen Vorgänge beim Arbeitstakt experimentell untersucht. Bei der Auswertung des Experimentes werden Differenzierungen angeboten, um leistungsstarke Schülerinnen und Schüler zu fördern beziehungsweise leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler nicht zu überfordern. Die im Experiment erworbenen und formulierten Fachkenntnisse werden anschließend wieder auf den Kontext des Verbrennungsmotors rückbezogen. Methoden der physikalischen Kenntnisgewinnung werden so mit dem Themenfeld Kraftfahrzeug (Kfz) verknüpft. Abschließend erarbeiten die Schülerinnen und Schüler ausgewählte Aspekte, die für einen rund laufenden Motor relevant sind. Der Unterschied zwischen Zündung und Klopfen wird dabei mit Hilfe einer Animation erarbeitet. Die Unterrichtseinheit schließt mit einer Diskussion zur Zukunft des Verbrennungsmotors ab und bettet das Themenfeld somit in einen übergreifenden Kontext ein. Die Lernenden erhalten in der Unterrichtseinheit die Möglichkeit, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten im Zusammenhang mit dem Themenfeld alleine und in Zusammenarbeit mit anderen zu entwickeln, anzuwenden und im Plenum zu diskutieren. Die Unterrichtseinheit thematisiert den im Lehrplan fakultativ enthaltenen Verbrennungsmotor und entwickelt die prozessbezogenen Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung und Kommunikation gezielt weiter. Der Verbrennungsmotor ist ein alltägliches technisches System, mit dem die Schülerinnen und Schüler bereits vertraut sind. Die Lerneinheit zum Verbrennungsmotor kann daher das Interesse der Schülerinnen und Schüler wecken, da es ihnen ermöglicht, physikalische Phänomene in ihrem täglichen Leben zu erkennen und besser zu verstehen. Auch kann das Thema im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise in handwerklichen Berufen im Bereich des Kfz oder auch in Ingenieurs-Berufen. Um die Vorgänge im Verbrennungsmotor fundiert thematisieren zu können, sind Vorkenntnisse bezüglich der physikalischen Fachbegriffe "Arbeit", "Kraft" und "Energie" notwendig, die im Rahmen der Unterrichtseinheit verwendet werden. Der Begriff "Wirkungsgrad" kann noch einmal aufgegriffen und vertieft werden. Des Weiteren bietet sich bei den mit dem Verbrennungsmotor verknüpften Themen "Nachhaltigkeit" und "Klimawandel" ein Fächerübergriff zu den Fächern "Politik und Wirtschaft" und "Erdkunde" an. In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und die Arbeit im Plenum angewandt, um eine Aktivierung aller Lerntypen zu erreichen. Dabei werden naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung wie das Entwickeln und Bearbeiten physikalischer Fragen und das experimentelle Arbeiten angewandt. Im Bereich der Kommunikationskompetenz üben die Schülerinnen und Schüler das Erschließen und Aufbereiten von Informationen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau und die vier Takte des Verbrennungsmotors. erläutern die physikalischen Vorgänge im jeweiligen Arbeitstakt. wenden ihre physikalischen Kenntnisse zur Wärmeausdehnung von Gasen auf den Verbrennungsmotor an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können sich Informationen selbst erschließen und adressatengerecht aufbereiten. können digitale Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen. Erkenntnisgewinnungskompetenz Die Schülerinnen und Schüler identifizieren und entwickeln Fragestellungen zu physikalischen Sachverhalten. beziehen theoretische Überlegungen und Modelle zurück auf Alltagssituationen und reflektieren ihre Generalisierbarkeit. führen zur Untersuchung einer physikalischen Fragestellung geeignete Experimente durch und werten diese aus.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 8–9 vermittelt grundlegende Kenntnisse zu Metallen und Nichtmetallen. Die Schülerinnen und Schüler vergleichen Aufbau, Bindungstypen und Eigenschaften, um Ordnungsprinzipien von Stoffen zu verstehen. Durch Experimente zur elektrischen Leitfähigkeit und zu Reaktionen von Metallen erforschen sie deren Verhalten praktisch. Dabei werden Gefahrenquellen bewertet und das strukturierte Verfassen von Versuchsprotokollen geübt. Diese Unterrichtseinheit kann für den Unterricht in der Sekundarstufe I verwendet werden. Das Thema Metalle lässt sich nicht nur in allen Rahmenlehrplänen der Sekundarstufe I wiederfinden, auch in nahezu allen Bereichen unseres täglichen Lebens begegnen uns die verschiedensten Metalle. Sie sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Zu Beginn findet ein detaillierter Vergleich zwischen Metallen und Nichtmetallen statt, wobei besonderes Augenmerk auf die jeweiligen Eigenschaften sowie die verschiedenen Bindungstypen gelegt wird. Die Einheit bietet außerdem verschiedene Experimente in Bezug auf die Eigenschaften sowie den Nachweis von Metallen an, bei dem die Schülerinnen und Schüler selbst tätig werden dürfen. Hier spielen die Beurteilung von Gefahrenquellen eine wichtige Rolle und auch das strukturierte Schreiben eines Versuchsprotokolls kann hier entwickelt und geübt werden. Außerdem wird in vielen Aufgabenstellungen die Recherchefähigkeit der Schülerinnen und Schüler geschult. In den einzelnen Aufgabenstellungen wird ein Lebensweltbezug hergestellt, der den Schülerinnen und Schülern die Relevanz der Metalle aufzeigt. Gleichzeitig werden Parallelen zum Berufsleben des Gerüstbauers / der Gerüstbauerin gezogen. Das Thema Metalle und Nichtmetalle ist ein elementarer Bestandteil der täglichen Arbeit im Gerüstbauhandwerk und besitzt zudem höchste Relevanz im Unterricht, da der Umgang mit Metallen alltäglich ist. Die Unterrichtseinheit eignet sich ideal für den Chemie-Unterricht der Sekundarstufe I und bietet dabei grundlegendes chemisches Wissen in naher Anlehnung an den Alltag. Sie kann für die Inhaltsfelder "Metalle – Schätze der Erde", "Metalle" oder "Metalle und Metallgewinnung" genutzt werden (Vgl. Rahmenlehrplan Berlin, Mecklenburg-Vorpommern, NRW). Für die Bearbeitung der Aufgaben müssen lediglich die ersten chemischen Grundlagen der Mittelstufe bekannt sein. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. Für die Durchführung der Lernendenversuche sollten die Grundlagen für chemisches Arbeiten sowie die Einschätzung von Gefahrenquellen vorher besprochen werden. In der ersten Stunde wird zunächst auf die Unterschiede von Nichtmetallen und Metallen eingegangen, wobei auch die verschiedenen Bindungstypen verglichen werden. An dieser Stelle kann ergänzend zur Metallbindung eine erste veranschaulichende Praxisübung zum Metallgitter eingebaut werden. Im weiteren Unterrichtsverlauf werden die verschiedenen Eigenschaften der Metalle im Detail besprochen. Bei Bedarf kann hier eine zweite veranschaulichende Praxisübung in Bezug auf den metallischen Glanz durchgeführt werden. Abschließend wird der Nachweis von Metallen thematisiert. Hierfür kann der Versuch der Flammenfärbung in Paar- oder Gruppenarbeit durchgeführt werden. Dieser Versuch ist optimal dazu geeignet die Struktur eines Versuchsprotokolls zusammen mit den Schülerinnen und Schülern zu erarbeiten. Insbesondere kann hier der Fokus auf die Schulung der genauen Beobachtungsgabe sowie auf das detaillierte Beschreiben unter Verwendung verschiedener Adjektive gelegt werden. Diese Unterrichtseinheit berücksichtigt darüber hinaus die Anwendung von Künstlicher Intelligenz (KI) für den Unterricht. So kann ein Bildimpuls in dieser Unterrichtseinheit themenspezifisch mit dem Bildgenerator Dall.E 2 von OpenAi erstellt und für den Stundeneinstieg genutzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erhalten ein breites Wissen über Metalle, ihre Eigenschaften und ihre Verwendung. können durch Flammenfärbung verschiedene Metalle nachweisen und den zugrundeliegenden chemischen Prozess erklären. können aufgrund verschiedener Eigenschaften mögliche Verwendungszwecke von Metallen angeben. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wählen Informationen unter Nutzung von Informationsquellen gezielt und kritisch aus und verknüpfen diese mit dem erworbenen Wissen. können Informationen aus einem Text entnehmen und wiedergeben. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, mit naturwissenschaftlichem Wissen umzugehen. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden.

In dieser Unterrichtseinheit für das Fach Biologie der Klassen 8–9 gehen die Schülerinnen und Schüler der Frage nach, warum Haare grau oder weiß werden. Sie untersuchen die Funktion der Pigmentzellen, werten Informationen zu den Ursachen des Ergrauens aus und recherchieren mögliche Wege zur Wiederherstellung der Haarfarbe. Dieses Arbeitsblatt kann unabhängig oder als Ergänzung zu den Unterrichtseinheiten "Wunderwelt Haare" und "Haare färben – für immer oder für eine bestimmte Zeit?" genutzt werden. Dabei geht es um die Frage: Warum werden Haare bei jungen und älteren Menschen grau beziehungsweise weiß? Dieser Fragestellung wird in einer Unterrichtsstunde in Einzel-, Paar- und Plenumsarbeit nachgegangen. Dazu gliedert sich das Arbeitsblatt in drei Phasen. Zunächst soll das eigene Wissen genutzt werden, um der Fragestellung "Warum ergrauen Haare?" nachzugehen. Dies erfolgt in Einzelarbeit. In einem zweiten Schritt geht es dann um das Analysieren eines kurzen Fachtextes, der die Ursachen für das Ergrauen darlegt. Die Informationen sollen laut Aufgabenstellung ausgewertet werden. Dazu kann Paararbeit hinzugezogen werden. Unter Aufgabe 3 geht es um einen problemlösenden Ansatz. Es soll mittels Internetrecherche ermittelt werden, wie man weiße Haare "renaturieren" kann – das heißt: Wie bekomme ich weiße Haare wieder farbig? Es bietet sich an, die entwickelten Ergebnisse im Plenum zum Ende der Unterrichtsstunde zu besprechen.

In der Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7 entdecken die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung der Reibung für Bewegung und Sicherheit im Straßenverkehr. Anhand anschaulicher Versuche zu Haft-, Gleit- und Rollreibung erforschen sie, wie Kräfte auf Reifen und Bremsen wirken und wie sich Reibung gezielt beeinflussen lässt. So werden physikalische Konzepte wie Kraft, Druck und Kraftersparnis praxisnah vermittelt und angewendet. Die Unterrichtseinheit führt entsprechend des Rahmenlehrplans der Sekundarstufe I für das Fach Physik den Reibungsbegriff ein. Die Unterrichtseinheit setzt einen experimentellen Schwerpunkt und erarbeitet verschiedene Anwendungsbezüge des Fachthemas im Kontext des Kraftfahrzeuges (Kfz) . Konkret werden fachlich die Haft-, Gleit- und Rollreibung eingeführt. Diese Fachkenntnisse werden auf die Bereiche " Bremssysteme " und "Reifen" am Kraftfahrzeug angewendet und dabei zwischen erwünschter und unerwünschter Reibung unterschieden. Die physikalischen Inhalte werden jeweils durch visuelle Impulse, welche den jeweiligen Kfz-Bezug beinhalten, eingeführt und die Schülerinnen und Schüler werden ermuntert, physikalische Fragestellungen zu formulieren. Anschließend werden alle Inhalte zunächst experimentell untersucht und anhand derer wesentliche Fachkenntnisse erworben und formuliert. Der experimentellen Methode als besondere physikalische beziehungsweise naturwissenschaftliche Strategie kommt somit eine grundlegende Bedeutung in dieser Unterrichtseinheit zu. Eingebettet wird die Kenntnisgewinnung dann in den Kontext "Kraftfahrzeug". Dabei werden Kontexte aufgegriffen, die an Alltagserfahrungen der Lernenden anknüpfen (zum Beispiel Notweg bei steilen Bergstraßen, Reifenprofile am Auto, Aquaplaning et cetera). Durch diese gezielte Auswahl an Anwendungsbeispielen im Themenfeld Kfz erwerben die Schülerinnen und Schüler Grundlagen und Fachkenntnisse, um das Verstehen und Beherrschen physikalisch-technischer Systeme und Geräte aus der persönlichen Erfahrungswelt zu ermöglichen. Die Lernenden erhalten dabei die Möglichkeit, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten im Zusammenhang mit dem Themenfeld allein und in Zusammenarbeit mit anderen zu entwickeln, anzuwenden und im Plenum zu diskutieren. Die Unterrichtseinheit thematisiert die zum Beispiel im Rahmenlehrplan des Landes Berlin für die Jahrgangsstufen 9/10 geforderten Inhalte zum Reibungsbegriff im Bereich "Kraft und Beschleunigung" und entwickelt die prozessbezogenen Kompetenzen im Bereich der Erkenntnisgewinnung gezielt weiter. Der Kontext Kraftfahrzeug (Kfz) ist den Schülerinnen und Schülern aus persönlichen Alltagserfahrungen bekannt und kann auch im späteren beruflichen Kontext eine Rolle spielen, so beispielsweise in handwerklichen Berufen im Bereich des Kfz oder auch in Ingenieurs-Berufen. Um den Reibungsbegriff fachlich fundiert einführen zu können, sind Vorkenntnisse zu "Kräften" notwendig, die im Rahmen des Reibungsbegriffs noch einmal aufgegriffen und vertieft werden können. Des Weiteren bietet die Unterrichtseinheit Anknüpfungspunkte an die Bereiche "Energie und Energieumwandlungen". In der Unterrichtseinheit werden verschiedene Methoden der Wissensvermittlung wie beispielsweise Einzel- und Gruppenarbeit und die Arbeit im Plenum angewandt, um eine Aktivierung aller Lerntypen zu erreichen. Dabei wird auf naturwissenschaftliche Methoden der Erkenntnisgewinnung wie das Entwickeln und Bearbeiten physikalischer Fragen und das experimentelle Arbeiten ein besonderer Fokus gesetzt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Reibungskräfte, die die Bewegung zweier sich berührender Körper, die sich unterschiedlich schnell bewegen, hemmen. erläutern den Einfluss von Reibungskräften. wenden ihre physikalischen Kenntnisse zu Reibungskräften auf Gegebenheiten im alltäglichen Leben an. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text aufgabengeleitet entnehmen und wiedergeben. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren adressatengerecht und verknüpfen dabei Alltags- und Fachsprache situationsgerecht. verbessern ihre Fähigkeiten, ihre Erkenntnisse zu präsentieren. arbeiten in Gruppen oder in Paararbeit.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 12–13 vermittelt Grundwissen über Biokraftstoffe und deren Bedeutung für eine nachhaltige Energieversorgung. Schritt für Schritt werden verschiedene Herstellungsverfahren und chemische Prozesse analysiert. Ein Experiment zur Gewinnung von Pflanzenöl verdeutlicht die Energieumwandlung praktisch. Abschließend reflektieren die Schülerinnen und Schüler kritisch die CO2-Bilanz und die ökologische Bedeutung alternativer Kraftstoffe. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Sie ist dabei realitätsnah gestaltet und bietet außerdem höchste Aktualität, denn sie orientiert sich thematisch an den umweltpolitisch gegenwärtig stark diskutierten Themen der Nachhaltigkeit und des Klimaschutzes. Im Detail wird hier auf verschiedene alternative Biokraftstoffe eingegangen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die verschiedenen Herstellungsverfahren gelegt. In Bezug auf die chemische Praxis kann ein Pflanzenöl in einem Lehrkraftexperiment in kleinem Maßstab hergestellt und der Prozess dabei veranschaulicht werden. Die CO 2 -Bilanz wird ausführlich thematisiert und es werden die klassischen mit den alternativen Kraftstoffen verglichen. Zuletzt werden die Schülerinnen und Schüler in einer weiterführenden, fächerübergreifenden Aufgabenstellung auf die Schwierigkeiten beim Thema Klimaschutz aufmerksam gemacht und hinsichtlich des eigenen Effekts auf die Umwelt sensibilisiert, indem sie ihren eigenen CO 2 -Fußabdruck ermitteln und bewerten. In vielen Aufgabenstellungen wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und verbessert, aber auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet geschult. Die Reduktion von Treibhausgas‑Emissionen durch erneuerbare Energien und damit verbunden die Ressourcenschonung und der Klimaschutz stehen aktuell im Fokus der deutschen Gesellschaft. Noch heute ist der Straßenverkehr zu einem großen Anteil für den Ausstoß des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid verantwortlich. Biokraftstoffe sind eine wichtige Möglichkeit, zum Klimaschutz beizutragen und so Treibhausgase einzusparen. Die Schülerinnen und Schüler sollten unbedingt für diese Thematik sensibilisiert und auf die Ziele des Bundes-Klimaschutzgesetzes aufmerksam gemacht werden. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann für den Kontext "Energie und chemische Reaktionen" als Exkurs genutzt werden und im Zusammenhang mit der Bedeutung der angewandten Chemie für die Sicherung der Energieversorgung thematisiert werden. Ebenso ist sie als Grundlage des möglichen Kontextes "Nachhaltiger Umgang mit Stoffen und Energie" für das Themengebiet "Chemische Gleichgewichte in Natur und Technik" interessant (vgl. Rahmenlehrplan Berlin, Brandenburg, NRW). Darüber hinaus kann die Einheit teilweise fächerübergreifend im Fach Biologie oder Erdkunde als Grundlage einer methodischen Diskussion zum Thema Nachhaltigkeit eingesetzt werden. Das Themengebiet Kohlenwasserstoffe sollten die Schülerinnen und Schüler bereits beherrschen. Außerdem sollte für die Bearbeitung der Aufgaben ein gewisses chemisches Basiswissen vorhanden sein sowie die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. In der ersten Stunde wird zunächst auf die Unterschiede klassischer und alternativer Kraftstoffe eingegangen, wobei besonders das Ziel der deutschen Bundesregierung fokussiert wird, mit Hilfe des Bundes‑Klimaschutzgesetzes bis 2045 einen Ausstoß von Treibhausgasen von nahezu Null zu erreichen. An dieser Stelle kann der Treibhauseffekt thematisiert oder wiederholt und diskutiert werden. Im weiteren Unterrichtsverlauf werden die verschiedenen Herstellungsverfahren sowie ihre jeweiligen Vor‑ und Nachteile thematisiert. Wahlweise und je nach Laborausstattung kann hier ein Versuch zur Gewinnung von Pflanzenöl aus Sonnenblumenkernen oder Bioethanol aus Traubensaft als Einzelversuch oder in Gruppenarbeit durchgeführt werden. Abschließend wird die CO 2 ‑Bilanz der jeweiligen Kraftstoffe diskutiert und mit den klassischen Kraftstoffen verglichen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich ein detailliertes Wissen über die verschiedenen alternativen Kraftstoffe und deren Herstellung. lernen die Bedeutung von Nachhaltigkeit im Zusammenhang mit der CO 2 -Bilanz kennen. erweitern ihr Wissen über Treibhausgase und deren Folgen für die Umwelt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren die fächerübergreifende Recherche. wählen Informationen unter Nutzung von Informationsquellen gezielt und kritisch aus und verknüpfen diese mit dem erworbenen Wissen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen kritisch zu hinterfragen und überzeugend zu diskutieren. üben naturwissenschaftliche Sachverhalte zu prüfen und zu bewerten. lernen mit naturwissenschaftlichem Wissen umzugehen. verbessern ihre Selbstlernkompetenz.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 8 geht auf Bewegung und beschleunigte Bewegung am Beispiel des Bremsens ein. Die Schülerinnen und Schüler erforschen Kräfte, Energieumwandlungen und die Berechnung des Bremsweges. Schrittweise erschließen sie Aufbau und Funktion von Scheibenbremsen, verstehen das Prinzip der Rekuperation und reflektieren, wie technische Entwicklungen beim Bremsen zum Umweltschutz beitragen können. Die Unterrichtseinheit "Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?" führt die Schülerinnen und Schüler mittels drei aufeinander aufbauender Arbeitsblätter in das Themenfeld Bremsen ein. Zum Einstieg untersuchen die Schülerinnen und Schüler die physikalischen Abläufe bei einem Bremsvorgang: Was löst den eigentlichen Bremsvorgang aus? Welche Kräfte wirken beim Bremsen? Wie wandelt sich die Energie um? Im Anschluss daran wird die Berechnung des Bremsweges vermittelt und der Unterschied zwischen Bremsweg und Anhalteweg veranschaulicht. Die zweite Unterrichtsstunde widmet sich den technischen Gegebenheiten bei Bremsen, genauer gesagt, bei den in heutigen Fahrzeugen gängigen Scheibenbremsen. Dafür erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler, welche Bauteile zu einem Bremssystem gehören. Im nächsten Schritt schärfen sie ihren Blick für technische Details bei der Auswertung einer einfachen technischen Zeichnung. Ein entscheidender Teil der zweiten Unterrichtseinheit widmet sich schließlich der Energierückgewinnung beim Bremsen, der sogenannten Rekuperation. Diese ist heute vor allem in E-Autos gängig. Anhand einer Zeichnung sollen die Schülerinnen und Schüler das Prinzip der Rekuperation in eigenen Worten wiedergeben. Als Vertiefung können die Schülerinnen und Schüler weitere technische Beispiele recherchieren, in denen Rekuperation Anwendung findet. In der dritten Unterrichtsstunde steht die Frage "Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?" im Fokus. Zum Einstieg in diese Frage sollen die Schülerinnen und Schüler zunächst selbst reflektieren und Vermutungen über Zusammenhänge notieren. Anschließend führt eine Aufgabe in konkrete Aspekte der Umweltverschmutzung durch Bremsennutzung ein. Den größten Teil der dritten Unterrichtsstunde nimmt die Auswertung eines Zeitungsartikels über bremsenbezogene Umweltverschmutzung ein. Die Schülerinnen und Schüler werden beauftragt, Informationen aus dem Artikel herauszuziehen und zu gliedern. Mit dem Thema "Was haben Bremsen mit Umweltschutz zu tun?" pickt die Unterrichtseinheit sich einen speziellen technischen Aspekt aus der Fahrzeugtechnik heraus – den Themenkomplex Bremsen – und hängt daran verschiedene alltagsrelevante Fragestellungen auf. Ein Vorteil des Themenkomplexes ist die Tatsache, dass ein Vorgang wie das Bremsen auch für die Schülerinnen und Schüler, als (noch) nicht selbst fahrende Personen, visuell gut nachvollziehbar ist. Zum Einstieg in die Unterrichtseinheit wird das Thema auf seine physikalischen Grundzüge heruntergebrochen. Die Schülerinnen und Schüler fassen in Worte, was genau beim Bremsen passiert, wodurch überhaupt eine Bremswirkung entsteht, welche Kräfte beim Bremsen wirken und wie sich die Energie wandelt. Sie können dabei zum Teil auf Vorkenntnisse zurückgreifen, müssen aber auch durch eigene Reflexion oder Transfer selbst Lösungen formulieren. Einfache, aber sehr alltagsnahe Berechnungen zum Bremsweg runden das erste Arbeitsblatt ab. Das zweite Arbeitsblatt geht näher auf die technischen Gegebenheiten und die Bauweise von Bremssystemen ein. Dabei ist das Abstraktionsniveau hier bewusst niedrig angesetzt, um auch Schülerinnen und Schülern mit eher geringer Affinität zu technischen Themen eine Partizipation zu ermöglichen. Für technikaffine Schülerinnen und Schüler enthält Arbeitsblatt 2 jedoch auch eine anspruchsvollere Aufgabe: In dieser geht es um die Definition der Rekuperation sowie um das Auffinden von weiteren Beispielen für Energierückgewinnung. Abgeschlossen wird die Unterrichtseinheit mit Arbeitsblatt 3 , das erneut einen starken Alltagsbezug herstellt und die Transferfähigkeit der Schülerinnen und Schüler herausfordert. Hier gilt es, zunächst eigene Überlegungen zum Thema Umweltschutz und Bremsen anzustellen und in Gruppenarbeit zu formulieren und zu präsentieren. Anschließend erfolgt eine Textanalyse samt Herausarbeiten der wichtigsten Punkte. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfahren die Funktionsweise von Scheibenbremsen. erlernen das Berechnen des Bremsweges. verstehen das Prinzip der Rekuperation. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler analysieren und exzerpieren Textquellen. lesen und verstehen einfache technische Zeichnungen beziehungsweise Darstellungen. trainieren das Arbeiten mit Nachschlagewerken. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten ergebnisorientiert in verschiedenen Sozialformen. üben sich im aktiven Zuhören während Präsentationen.

Das Arbeitsblatt für das Fach Biologie in den Klassen 6–9 bietet Einblicke in die Vielfalt menschlicher Haartypen. Die Lernenden analysieren mithilfe eines Tests ihren eigenen Haartyp und recherchieren, welche Haartypen weltweit wie oft vorkommen. Ein Informationstext erläutert die genetischen und strukturellen Faktoren für die Entwicklung unterschiedlicher Haartypen. Die abschließenden Arbeitsaufträge fördern das Verständnis für biologische Zusammenhänge. Mithilfe dieses ergänzenden Arbeitsblattes lernen die Schülerinnen und Schüler im Biologie- und/oder Chemie-Unterricht der Sekundarstufe I spielerisch die verschiedenen Haarsorten des Menschen kennen, indem sie zunächst durch einen Bestimmungstest ihren eigenen Haartyp ausfindig machen. Eine Definition gibt Aufschluss darüber, welchem Haartyp sie angehören. Es folgt eine Internetrecherche, in welcher sie herausfinden sollen, wie oft welcher Haartyp in der Welt vorkommt. In einem weiteren Informationstext erfahren die Schülerinnen und Schüler aus biologischer Sicht, warum Haare glatt, kraus, wellig oder gelockt sind, indem der Text auf die genetische Veranlagung der Haarfollikel, den Wuchswinkel zur Kopfhaut sowie auf die Verbindungen der Keratinstränge durch Wasserstoffbrücken eingeht. Das ergänzende Arbeitsblatt eignet sich als Ergänzung zu den Unterrichtseinheiten "Wunderwelt Haare" und "Haare färben - für immer oder für eine bestimmte Zeit?" , kann aber auch davon losgelöst eingesetzt werden, zum Beispiel in Vertretungsstunden. Die Aufgaben dieser Kopiervorlage können in Einzel- oder Paararbeit gelöst werden. Hier bietet sich individuell förderliche Binnendifferenzierung nach Sozialform an.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 11 behandelt die Grundlagen der Redoxreaktionen und ihre Bedeutung für eine nachhaltige Energieumwandlung. Anhand der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle lernen die Schülerinnen und Schüler die elektrochemischen Prozesse von Oxidation und Reduktion kennen. Dabei werden die Elektrolyse als Herstellungsverfahren und Wasserstoff als möglicher Energieträger der Zukunft im Hinblick auf Nachhaltigkeit bewertet. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Thematisch orientiert sie sich dabei an den aktuell auch politisch stark diskutierten Themen der Nachhaltigkeit und der Sicherung der Energieversorgung. Im Detail wird hier auf elektrochemische Prozesse im Alltag und Energiewandlungssysteme eingegangen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Funktionsweise der Wasserstoffbrennstoffzelle für Personenkraftwagen gelegt. Die schon lange bekannte Elektrolyse von Wasser, als ein zukünftig wichtiges Herstellungsverfahren des Wasserstoffs, wird in diesem Zusammenhang ebenfalls betrachtet. Die Aspekte der Nachhaltigkeit werden in weiterführenden Aufgabenstellungen diskutiert. Hierbei lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Herstellungsverfahren in Hinblick auf die Umweltverträglichkeit zu bewerten. In einigen Aufgabenstellungen wird dabei die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und verbessert. Energieträger der Zukunft Vor allem hinsichtlich des stetig steigenden Bedarfs an Energie und der Aktualität in der Gesellschaft gewinnt Wasserstoff als möglicher Energieträger der Zukunft an Relevanz. Die fossilen Brennstoffe stehen zunehmend in der Kritik, weswegen eine frühzeitige Sensibilisierung der Schülerinnen und Schüler für dieses Thema wichtig ist. Hinsichtlich der Dringlichkeit der Energiewende und dem damit verbundenen Vorsatz der deutschen Bundesregierung, die Kohlenstoffdioxidemissionen zu reduzieren, sollte diese Thematik ebenfalls in den Schulunterricht eingebunden werden. Curriculum und Vorwissen Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann für den Kontext "Energie und chemische Reaktionen" genutzt werden und bezieht sich dabei vor allem auf die Rahmenlehrpläne der Länder Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen. Die Einheit kann aber ebenso fächerübergreifend als Exkurs im Fach Physik eingesetzt werden. Für die Bearbeitung der Aufgaben sollte ein gewisses chemisches Grundlagen-Wissen, wie beispielsweise das Aufstellen von Reaktionsgleichungen sowie eine grundlegende textsortenspezifische Lesekompetenz von Fachtexten, vorhanden sein. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig, da die Arbeitsblätter relevante Informationen zur Bearbeitung der Aufgaben liefern. Unterrichtsablauf und Lehrinhalte In der ersten Doppelstunde wird zunächst in das Thema Wasserstoff eingeleitet, wobei in erster Linie auf die Darstellung im Labor sowie die Herstellung durch Elektrolyse von Wasser eingegangen wird. Wahlweise kann hier auch der Hofmannsche Zersetzungsapparat besprochen werden. Im weiteren Verlauf werden verschiedene großtechnische Herstellungsmethoden in Hinblick auf den Umwelteinfluss besprochen. Insbesondere sollte dabei die kritische Betrachtung der Nutzung von Energie behandelt werden. Im Anschluss erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler allgemeine Informationen über die Wasserstoff-Brennstoffzelle in Still- oder Paararbeit. An dieser Stelle kann die Funktionsweise anhand eines veranschaulichenden Videos thematisiert werden. Schüleraktivierung und Binnendifferenzierung Die Unterrichtseinheit bietet ausreichend Möglichkeiten, darbietenden Unterricht und aktive Mitgestaltung durch Schülerinnen und Schüler zu variieren. Sie ist realitätsnah gestaltet und bietet außerdem höchste Aktualität. Mögliche Differenzierung: Mit den Arbeitsaufträgen kann flexibel umgegangen werden. Es besteht die Möglichkeit, aus verschiedenen Schwierigkeitsstufen zu wählen und einzelne Aufgaben herauszunehmen oder als Hausaufgabe zu vergeben. Die Bewertungsaufgabe ( Arbeitsblatt 2 , Aufgabe 5) kann als Grundlage für eine methodische Diskussion herangezogen werden. Weiterführend zu dieser Unterrichtseinheit können Lithium-Ionen-Batterien als Pendant zur Brennstoffzelle oder weitere Energiespeicherformen thematisiert und ergänzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Vorgänge bei der Wasserelektrolyse. lernen die komplexe Funktionsweise einer Brennstoffzelle kennen. bewerten die Relevanz der angewandten Chemie hinsichtlich der Energieversorgung. können Phänomene der Stoff- und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen erklären. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Fähigkeit, den Computer für die Recherche zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können kritisch hinterfragen. können in einer Diskussion das Für und Wider betrachten. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Problemstellungen anwenden.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klassen 7–9 thematisiert die Zusammenhänge zwischen Temperatur- und Druckveränderungen am Beispiel der Wärmepumpe. Die Lernenden untersuchen Aufbau und Funktionsweise verschiedener Wärmepumpentypen und erkennen, wie Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen Energieflüsse beeinflussen. Dabei vertiefen sie ihr Verständnis dafür, wie physikalische Prozesse zur effizienten Nutzung von Wärmeenergie beitragen. Erneuerbare Energien Die Begriffe " Erneuerbare Energien ", "Fossile Energien" und "Energie" kennen die Schülerinnen und Schüler bereits aus dem Alltag und eventuell anderen Schulfächern. Deswegen wird vorab das Grundwissen zum Thema "Erneuerbare Energien" abgefragt. Das kann im Plenum erfolgen. Anschließend werden die Begriffe sortiert und in eine Reihenfolge gebracht (zum Beispiel: Welche erneuerbare Energie wird am meisten genutzt, welche weniger?). Wärmepumpen und Klimaschutz Im nächsten Teil der Unterrichtseinheit erwerben die Schülerinnen und Schüler ein erweitertes Verständnis über die Funktion und den Aufbau einer Wärmepumpe und was eine Wärmepumpe mit nachhaltiger Energie zu tun hat. Als Einstieg kann die Aussage des Bundesverbandes Wärmepumpe e. V. genutzt werden: "Mit der Wärmepumpe heizen Sie klimafreundlich und zukunftssicher". Hier bietet sich die Think-Pair-Share-Methode an. Die Gruppenmitglieder diskutieren abschließend ihre Aussagen und Ergebnisse. Die Aussage zum Schluss soll zum Ende der Unterrichtseinheit nochmal verglichen werden. Im nächsten Teil des Unterrichtsverlaufes erhalten die Schülerinnen und Schüler die bereitgestellten Arbeitsblätter und erarbeiten sich das Thema Wärmepumpe mit den Aufgabenblättern und den darin enthaltenen Film-Tipps. In dieser Phase erwerben die Schülerinnen und Schüler Wissen über den Aufbau und die Wirkungsweise einer Wärmepumpe. Sie erfahren, dass zur Wirkungsweise ein geschlossener Kreislauf aus einem Verdichter, einem Verdampfer, einem Verflüssiger und einem Expansionsventil gehören. Den Lernenden wird bewusst, dass diese Technik auch bei einem Kühlschrank angewendet wird, nur andersherum. Hintergrundinformation Das Grundprinzip, der Joule-Thomson-Effekt, wurde bereits im 19. Jahrhundert von dem Physiker William Thomson, dem späteren Lord Kelvin gefunden. Der Joule-Thomson-Effekt bewirkt die Abnahme der Temperatur bei realen Gasen, wenn diese gegen einen geringeren Druck ausdehnen. Vorab wird das gasförmige Arbeitsmittel im Verdampfer durch eine Pumpe verdichtet, dadurch wird die Temperatur erhöht. Diese Wärme wird in einem Wärmekreislauf abgegeben, um damit ein Gebäude zu heizen. Anschließend strömt das Gas zu einem Expansionsventil, der Druck wird verringert und die Siedetemperatur sinkt. Temperatur ist also nichts anderes als Bewegungsenergie, sie nimmt zu, je wärmer es wird, da sich die Teilchen schneller bewegen müssen. Sie nimmt ab, wenn das Volumen sich vergrößert und somit die Abstände der Gasteilchen zunehmen. Film ab! Wärmepumpe neu vertont Im weiteren Verlauf der Unterrichtseinheit wird ein Film zur Wärmepumpe mit eigenen Worten neu vertont – per App und Schnittprogramm oder aber, indem parallel zum stummgeschalteten Film der eigens erstellte Text vorgetragen wird. Alternativ kann ein Erklärfilm (im Rahmen einer Projektarbeit oder -woche) selbst (im schulischen Computerraum) erstellt und präsentiert. Weiterhin ist auch das Produzieren eines Podcast möglich. Zur Hilfe kann dabei auf dem zweiten Arbeitsblatt der Text zur Funktionsweise einer Wärmepumpe genommen werden, der die wichtigsten Abläufe Verdampfen, Verdichten, Verflüssigen und Entspannen des Kältemittels kurz erklärt. Abschließend werden die Aussagen der Gruppenmitglieder, die am Anfang der Unterrichtseinheit festgehalten worden sind, noch einmal verglichen oder revidiert. Ein Drittel der Energie verbraucht Deutschland für das Heizen und die Warmwasserbereitung. Aktuell herrschen Öl- und Gasheizungen vor. Diese gehören noch zu den fossilen Energieträgern. Gerade jetzt, in der aktuellen Energiekrise, stellt man fest, wie abhängig Deutschland von den fossilen Energien ist. Eine Klimawende kann aber nur mit umweltschonender Heizung gelingen. Deswegen plant die Bundesregierung die Installation von Wärmepumpen zu fördern. Hierzu werden Anlagemechaniker/-innen für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik benötigt, die die Heizungstechnik auf den neuesten Stand bringen müssen, auch bei der Planung und dem Einbau von Wärmepumpen. Im Rahmen dieser Unterrichtsreihe soll das Heizen mit der Wärmepumpe besprochen und vertieft werden. Deswegen ist es wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler wissen, welche Aggregatzustände es gibt. Außerdem sollte bekannt sein, dass es unterschiedliche Energien gibt und wie diese auf vielfältige Weise gespeichert werden können. Energieumwandlungen treten bei allen Vorgängen in der Natur sowie in der Technik auf und tragen dadurch entscheidend zu Alltag und Umwelt bei. In dieser Unterrichtsreihe sollen die Merkmale des guten Unterrichts umgesetzt werden. Das setzt unter anderem eine Regulierung des Lerntempos und der Methodenvielfalt voraus. Dazu gehört die Arbeit im Plenum, kooperatives Lernen wie Think-Pair-Share und Kreativitätsmethoden wie das Erstellen von Texten, Videos oder Podcasts. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben regenerative Wärmequellen und wie diese genutzt werden. können erklären, wie eine Wärmepumpe funktioniert. übertragen ihr Wissen auf nachhaltiges Handeln in der Industrie und im Haushalt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene digitale Werkzeuge und deren Funktionsumfang kennen und können diese kreativ und reflektiert einsetzen. können Informationsrecherchen zielgerichtet durchführen und dabei Suchstrategien anwenden. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kooperativ im Plenum und in Gruppenarbeiten.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Geographie der Klassen 8–10 sensibilisiert Schülerinnen und Schüler für die Bedeutung von sauberem Wasser als lebenswichtige Ressource und für einen verantwortungsvollen Umgang damit. Sie lernen wie Wasser gewonnen, aufbereitet und verteilt wird. Dabei wird die Bedeutung des Handwerks Sanitär-Heizung-Klima für den Erhalt des urbanen Wasserkreislaufs thematisiert. Außerdem setzen sich die Lernenden sich mit globaler Wasserknappheit und Umweltbelastungen auseinander. Die folgenden Fragen bilden zentrale Inhalte dieser Unterrichtseinheit: Wie kommt dieses saubere Wasser überhaupt zu uns? Was passiert damit, bevor es aus der Dusche oder dem Wasserhahn kommen kann? Wie viel Wasser nutzen wir täglich und was können wir tun, um Wasser zu sparen und unser sauberes Wasser zu erhalten? Welche Rolle spielt dabei das Handwerk Sanitär Heizung Klima? Hintergrund dazu ist: Sauberes Wasser zu haben ist in unserer Gesellschaft etwas Selbstverständliches. Wir müssen nur den Wasserhahn aufdrehen und schon fließt Wasser heraus, das wir trinken und zum Waschen und Baden nutzen können. Wir haben ein Zuhause mit einem eigenen Bad mit einer Toilette, einem Waschbecken und einer Dusche und/oder Badewanne. Unser schmutziges Wasser fließt ganz automatisch ab und wird über die Abwasserleitung entsorgt. Millionen Menschen haben diesen Luxus jedoch nicht. Sie müssen täglich weit laufen, um einen Brunnen mit sauberem Wasser zu erreichen und das Wasser dann mühsam nach Hause tragen. Dabei ist sauberes Wasser für uns Menschen ebenso wie für alle Lebewesen, für Tiere und Pflanzen lebenswichtig. Ohne Wasser würden wir austrocknen und verdursten. Dabei ist das Wasser jedoch auf der Erde sehr ungleich verteilt. Einige Regionen leiden unter zu viel Wasser und Überschwemmungen, andere unter zu wenig und Dürre. Obwohl Wasser so knapp und so lebensnotwendig ist, gehen viele Menschen sehr sorglos damit um. Bäche und Flüsse werden durch Schmutz und Abfall verunreinigt. Zahlreiche Gifte belasten unsere Umwelt, so auch Bäche, Flüsse, Seen und Meere. Wir verbrauchen immer mehr Wasser weltweit, was an vielen Orten schon zu einem Absinken des Grundwasserspiegels geführt hat. Jedoch sind wir uns in unserer Gesellschaft der Selbstverständlichkeit unseres sauberen Wassers, das stehts ausreichend verfügbar ist, oftmals gar nicht bewusst. Die Unterrichtseinheit "Wie kommt das Wasser aus der Dusche" vermittelt ein Bewusstsein darüber, dass sauberes Wasser immer knapper und es daher immer dringender für uns wird, dieses saubere Wasser zu schützen und zu erhalten. Dabei sind wir uns über die Selbstverständlichkeit unseres Wasserzugangs oft gar nicht bewusst und wir kennen oftmals die Abläufe gar nicht genau, die zu sauberem Wasser führen und dazu, dass dieses Wasser für uns verfügbar ist, indem es aus unseren Wasserhähnen und unserer Dusche fließt. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich in dieser Unterrichtseinheit daher zunächst anhand verschiedener Medien (Text, Internet, Film) ein Grundwissen über den urbanen Wasserkreislauf, die Wassergewinnung und die Wassernutzung und diskutieren Möglichkeiten, Wasser zu sparen sowie sauberes Wasser zu schützen und zu erhalten. Ebenso erarbeiten sie sich anhand verschiedener Medien (Text, Internet, Film) ein Grundwissen über das Handwerk "Sanitär, Heizung, Klima" und lernen die zentralen Berufe kennen, die unter dieses Handwerk gefasst werden. Vorkenntnisse benötigt diese Unterrichtseinheit keine außer den Beobachtungen, die wir bei unserer täglichen Wassernutzung machen können. Bereits vorhandenes Wissen zum urbanen Wasserkreislauf, zur Wassergewinnung und zum Handwerk "Sanitär, Heizung, Klima" kann zur Grundlage für die Vertiefung, Ergänzung und Ausweitung dieses Wissens genutzt werden, muss aber nicht zwingend vorhanden sein. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen in Grundzügen den urbanen Wasserkreislauf. kennen Fakten zu Trinkwassergewinnung, Regenwassernutzung, Wassererwärmung durch Solarenergie, Wassersparmethoden und Wasser allgemein sowie zum SHK-Handwerk und smarten Bädern. wissen, wie das Wasser aus der Dusche und den Wasserhahn kommt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben sich im eigenständigen Beschaffen, Strukturieren und Interpretieren von Informationen, die sie im Internet und auf Arbeitsblättern recherchiert haben. nutzen aktiv verschiedene Medien und erkennen deren Vor- und Nachteile im Rahmen der Informationsaufbereitung. trainieren das verständliche und zielgruppenadäquate Zusammenfassen längerer Informationstexte und das verständliche Präsentieren zentraler Informationen und Inhalte. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren im Rahmen der Paar- und Gruppenarbeit Zusammenarbeit mit anderen Personen. lernen, Diskussionen argumentativ und rational zu führen. schulen im Rahmen von Diskussionen und Präsentationen die eigene Ausdrucksfähigkeit und aktives Zuhören.

Die Unterrichtseinheit für den Sachunterricht der Klassen 3–4 führt die Schülerinnen und Schüler an das Thema Energie heran. Sie lernen Erik und Tina kennen und entdecken mit ihnen die Themen Strom und erneuerbare Energien. Dabei setzen sie sich mit aktuellen Fragen zu erneuerbaren Energien und Nachhaltigkeit spielerisch und entdeckend auseinander. Mithilfe der Figuren Erik und Tina vermittelt das Unterrichtsmaterial Schülerinnen und Schülern grundlegendes Wissen zu den Aufgaben, dem Arbeitsalltag und den Arbeitsmitteln von Elektronikerinnen und Elektronikern. Dabei geht es auch um die Themen Elektromobilität und Energiegewinnung. Die altersgerechte Auseinandersetzung mit erneuerbaren Energien bildet hier einen Schwerpunkt. Neben Erik und Tina als Identifikationsfiguren sorgen Lückentexte, Bildergeschichten, Zuordnungsaufgaben oder ein Memory für die spielerische und zugleich handlungsorientierte Auseinandersetzung. Der Kompetenzaufbau wird durch wechselnde Sozialformen gefördert. Die Unterrichtseinheit "Energie mit Erik und Tina entdecken" ist Teil des Dossiers "An den Schaltstellen der Zukunft". Sie bietet neben dem detaillierten Unterrichtsablauf und dem methodisch-didaktischen Kommentar auch die Unterrichtsmaterialien zum Download. Diese bestehen aus verschiedenen didaktischen Angeboten wie Bildergeschichten, Zuordnungsaufgaben, einem Lückentext und einem Memory . Sie können direkt in der Unterrichtseinheit "Energie mit Erik und Tina entdecken" heruntergeladen werden.