Technik und Digi­tali­sierung

Die Unterrichtseinheit für das Fach Politik / Wirtschaft der Klasse 9 vermittelt den Schülerinnen und Schülern die vielfältigen Veränderungen, die mit der Digitalisierung der Mobilität und dem autonomen Fahren einhergehen. Die Lernenden analysieren Verkehrspolitik, rechtliche Rahmenbedingungen und wirtschaftliche Transformation, reflektieren Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt und bewerten Mobilitätskonzepte der Zukunft - etwa hinsichtlich des Klimaschutzes. Die Unterrichtseinheit bietet einen vielseitigen Einblick in die politischen, wirtschaftlichen, gesellschaftlichen und ökologischen Dimensionen des autonomen Fahrens. Dabei wird auch der Wandel in beruflichen Tätigkeitsfeldern thematisiert, die von dieser technologischen Entwicklung betroffen sind, insbesondere im Bereich Mobilität und Technik. Zu Beginn setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit den technischen Grundlagen des autonomen Fahrens auseinander. Sie lernen, wie Sensoren, Assistenzsysteme und verschiedene Stufen der Automatisierung funktionieren und diskutieren, wie sich Verantwortung und Sicherheit mit zunehmender Automatisierung verändern. Im weiteren Verlauf analysieren die Lernenden zentrale Rahmenbedingungen, die die Einführung autonomer Fahrzeuge beeinflussen. Auf Arbeitsblatt 2 beschäftigen sie sich mit rechtlichen Vorgaben, wirtschaftlichen Interessen, ökologischen Aspekten sowie mit der Rolle von Unternehmen und Betrieben im Wandel der Mobilität. Dabei wird auch thematisiert, wie sich Arbeitsprozesse und Anforderungen in verschiedenen Berufsfeldern verändern. Zum Abschluss stehen gesellschaftliche und ethische Fragen im Mittelpunkt. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen auf Arbeitsblatt 3 , wie sich das autonome Fahren auf das Zusammenleben in urbanen und ländlichen Räumen sowie auf die Arbeitswelt auswirken kann. Sie diskutieren Entscheidungssituationen, reflektieren mögliche Spannungsfelder und entwickeln eigene Zukunftsszenarien in Form eines fiktiven Ausblicks aus dem Jahr 2035. Die Unterrichtseinheit thematisiert politische und wirtschaftliche Herausforderungen im Zusammenhang mit dem autonomen Fahren. Sie lässt sich lehrplankonform im Fach Politik und Wirtschaft der Sekundarstufe I verorten, insbesondere in den Inhaltsfeldern "Technologischer Wandel und Arbeitswelt", "Mobilität und Nachhaltigkeit" sowie "Regelungs- und Entscheidungsprozesse in Staat und Wirtschaft". Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit technischen Grundlagen des autonomen Fahrens, den fünf Automatisierungsstufen, Fragen der Verantwortung und Sicherheit sowie politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Darüber hinaus analysieren sie ökologische Chancen und Risiken und diskutieren gesellschaftliche und ethische Fragestellungen. Das Kraftfahrzeuggewerbe wird als praxisnahes Lernfeld eingebunden, um Entwicklungen im Bereich Digitalisierung und Berufsbildwandel anschaulich zu machen. Vorkenntnisse zu den Themen Technik , Verkehrsregulierung, Nachhaltigkeit oder Digitalisierung sind hilfreich, jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Einheit fördert vor allem Kompetenzen in den Bereichen Analyse, Bewertung, Reflexion und Zukunftsgestaltung. Ein fächerübergreifender Zugang bietet sich insbesondere bei den Arbeitsblättern 2 und 3 an. So kann etwa die Diskussion ethischer Dilemmata im Straßenverkehr im Fach Ethik vertieft werden, während Fragestellungen zur nachhaltigen Mobilität auch im Geografieunterricht aufgegriffen werden können. Die Materialien sind für den Einsatz in der Sekundarstufe I konzipiert und ermöglichen durch differenzierte Aufgabenstellungen individuelles und kooperatives Lernen. Einzel-, Paar- und Gruppenarbeitsphasen wechseln sich ab. Rechercheaufträge, Bildimpulse, Videos und Diskussionsanlässe fördern Erkenntnisgewinn, Perspektivwechsel und Transferleistung. Die Lernenden werden ermutigt, sich aktiv mit einem hochaktuellen Thema auseinanderzusetzen und eigene Positionen zu entwickeln. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen das Potenzial autonomer Fahrzeuge für die Arbeitswelt, Politik und Gesellschaft. erarbeiten politische Ziele und Herausforderungen, vor denen die Entwicklung und der Einsatz autonomer Fahrzeuge stehen. reflektieren ihren eigenen Standpunkt zum Einsatz autonomer Fahrzeuge sowie ethische Fragestellungen, die damit verbunden sind. entdecken die technologischen Systeme autonomer Fahrzeuge und deren Auswirkungen auf ihr Verhalten als „Fahrer“ und das Verkehrsumfeld. nehmen Stellung zu den konkreten Auswirkungen autonomer Fahrzeuge auf ihr eigenes Leben und die Gesellschaft insgesamt. setzen sich kritisch mit den Veränderungen der Berufswelt durch autonome Fahrzeuge auseinander. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren eigenständig Informationen im Internet zu den Themen autonomes Fahren und Technologien und bewerten diese kritisch. setzen sich mit digitalen Quellen auseinander, reflektieren die Informationen und präsentieren diese situationsgerecht. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre Fähigkeit zur konzentrierten Einzelarbeit und effektiven Teamarbeit. lernen, auf das Gesagte ihres Gegenübers einzugehen, Redeanteile zu reflektieren und konstruktives Feedback zu geben. erweitern ihre Fähigkeit, ihre eigene Meinung klar zu kommunizieren und gleichzeitig einen Konsens mit anderen zu finden.

Die Unterrichtseinheit für Physik der Klassen 9–10 thematisiert den Zusammenhang zwischen Schwingung, Strom und Schall. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau elektrodynamischer, elektromagnetischer und piezoelektrischer Schallwandler kennen und erörtern, wie akustische Signale erzeugt, übertragen und wiedergegeben werden. Am Beispiel moderner Hörtechnik wird der Nutzen dieser Systeme verdeutlicht. Mithilfe des Arbeitsblatts 1 lernen die Schülerinnen und Schüler, die Funktionsweise eines Schallwandlers in eigenen Worten zu beschreiben und dessen Bedeutung für den Alltag zu erkennen. Um einen fächerübergreifenden Ansatz zu ermöglichen, setzen sie sich damit auseinander, in welchen Geräten Schallwandler verbaut sind und welchen Nutzen diese haben. Sie sehen, dass Schallwandler in vielen Geräten des täglichen Lebens eingebaut sind und in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der Unterhaltungselektronik oder im Gesundheitswesen. Ein fächerübergreifender Ansatz ergibt sich daraus, dass sie die Funktionsweise von Schallwandlern kennenlernen und ihre Bedeutung für den Alltag reflektieren. So kann die Einheit sowohl im Physik- als auch im Sozialkundeunterricht eingesetzt werden. Besonders der Sachbezug zum Hörakustik-Handwerk verdeutlicht die Relevanz von Schallwandlern für den Gesundheitsbereich. Neben der theoretischen Auseinandersetzung bietet eine optionale Zusatzaufgabe die Möglichkeit, Kopfhörer oder Lautsprecher auseinanderzubauen. Diese praktische Erfahrung kann im Rahmen einer Projektwoche oder, sofern es der Unterrichtsverlauf erlaubt, im regulären Unterricht umgesetzt werden. Dadurch erhalten die Lernenden einen direkten Zugang zu den verschiedenen Komponenten eines Schallwandlers und können deren Funktionen besser nachvollziehen. Arbeitsblatt 2 vertieft das Wissen über verschiedene Typen von Schallwandlern. Durch Informationstexte erfassen die Lernenden deren Aufbau und formulieren die Funktionsweise in eigenen Worten. Der thematische Bezug zum Hörakustik-Handwerk verdeutlicht, warum Schallwandler nicht nur im technischen, sondern auch im gesundheitlichen Bereich eine wichtige Rolle spielen. Auf Arbeitsblatt 3 setzen sich die Schülerinnen und Schüler speziell mit dem Hörgerät als Schallwandler auseinander. Sie beschriften die einzelnen Bestandteile eines Hörgeräts und erklären, wie der Schall darin verarbeitet wird. Darüber hinaus lernen sie verschiedene Arten von Hörgeräten kennen, vergleichen deren Vorteile und mögliche Nachteile und setzen sich mit der technologischen Entwicklung dieser Geräte auseinander. Die Materialien sind für den Einsatz im Physikunterricht der Klassenstufen 9 bis 10 konzipiert und ermöglichen eine fächerübergreifende Betrachtung von Schallwandlern. Die Unterrichtseinheit knüpft an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler an und arbeitet mit praxisnahen Beispielen. Lernende sollen durch eigene Erfahrungen und die aktive Auseinandersetzung mit der Thematik dazu ermutigt werden, sich Wissen eigenständig anzueignen. Die Erarbeitung erfolgt in Einzel- oder Paararbeit, wodurch die Selbstständigkeit gefördert wird. Ergänzend dazu ist ausreichend Zeit für gemeinsame Diskussionen im Plenum vorgesehen, insbesondere zur Relevanz von Schallwandlern im Alltag. Hierbei stehen verschiedene Anwendungsbereiche wie Unterhaltung, Gesundheit und Lebensqualität im Fokus. Der Bezug zum Thema wird über bekannte Geräte geschaffen, wie Kopfhörer oder Smartphones. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf der gesellschaftlichen Bedeutung von Schallwandlern, insbesondere im Bereich der Hörgeräte. Die Lernenden setzen sich mit der sozialen und gesundheitlichen Relevanz dieser Technologie auseinander und reflektieren deren Einfluss auf den Alltag. Dabei erhalten sie die Möglichkeit, ihre Erkenntnisse auszutauschen und optional (durch Zusatzaufgaben) zu vertiefen. Die physikalischen Inhalte eignen sich besonders zur Erweiterung des Lehrplanthemas "Akustik" und können durch die Unterrichtseinheiten " Schall und Akustik " und " Hörst du mich? " ergänzt werden. Auch im Ethikunterricht sowie ergänzend im Physikunterricht kann das Thema im Hinblick auf seine gesellschaftliche Bedeutung betrachtet werden, was eine ganzheitliche Sichtweise ermöglicht. Das Hörakustiker-Handwerk eignet sich dabei als Anschauungsbeispiel, um den Aufbau von Schallwandlern in der Schule zu erklären, da es die Bereiche Physik, Technik, Biologie und Ethik verbindet. Durch die Möglichkeit zur Differenzierung lassen sich die Aufgaben an das jeweilige Leistungsniveau der Lerngruppe anpassen. Die Materialien eignen sich für leistungsstarke Lerngruppen der Sekundarstufe I und für Lernende der Sekundarstufe II. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erwerben tiefgreifende fachliche Kenntnisse über Schallwandler und deren Anwendungsgebiete. wissen, wie elektrische Signale durch Schallwandler in Schall umgewandelt werden und können den Aufbau eines Lautsprechers und eines Mikrofons erklären. können Beispiele für den Einsatz von Schallwandlern im Alltag nennen und deren Bedeutung für die Bereiche Kommunikation und Technik erläutern. lernen verschiedene Schallwandler und deren Funktionsweise zu unterscheiden. lernen physikalische Effekte wie beispielsweise den piezoelektrischen Effekt kennen. verstehen die Bedeutung von Schallwandlern für alltägliche Prozesse. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben und festigen den Umgang mit digitalen Endgeräten durch die Einbindung von Erklärvideos und Rechercheaufträgen. gewinnen Informationen aus verschiedenen Medien wie Text, Videos und Webseiten. lernen, recherchierte Informationen zu präsentieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können sachlich miteinander in der Gruppe kommunizieren. können gemeinsam Aufgaben bearbeiten und präsentieren. arbeiten kooperativ in Zweiergruppen und in Kleingruppen. Verwendete Literatur Michael Dickreiter , Volker Dittel , Wolfgang Hoeg und Martin Wöhr (2008): Handbuch der Tontechnik K.G. Saur. Zollner, Manfred und Zwicker, Eberhard (1993): Elektroakustik; Springer-Verlag, 3. Aufl., Berlin.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Biologie der Klassen 11–13 zeigt auf, wie die Natur technische Entwicklungen beeinflussen kann. Die Schülerinnen und Schüler erörtern die grundlegenden Konzepte der Bionik und übertragen sie auf innovative Anwendungen im Fahrzeugbau. Durch Beispiele und eigene Projektideen nähern sie sich den Themen Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und technische Kreativität an. In den letzten Jahren ist das Interesse an bionischen Entwicklungen – insbesondere im Hinblick auf das Thema Nachhaltigkeit – enorm gestiegen. Mithilfe der Bionik ist es möglich, nicht nur nachhaltige und umweltschonende Technologien und Produkte zu entwickeln, sondern dadurch auch Ressourcen einzusparen und so einen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten. Die vorliegende Unterrichtseinheit lässt sich in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II für das Fach Biologie einordnen und orientiert sich an einem Thema, das sich vor allem in den letzten Jahren als eigenständige wissenschaftliche Disziplin etabliert hat. Die Bionik besitzt mittlerweile breitgefächerte Anwendungsmöglichkeiten, wobei die nachhaltigen Innovationen in vielen technischen Bereichen und auch im täglichen Alltag zum Einsatz kommen. Im Fokus dieser Unterrichtseinheit steht neben der Vermittlung der Grundlagen der Bionik vor allem die Anwendung bionischer Erfindungen im Alltag. Im späteren Verlauf der Einheit wird dann ein besonderes Augenmerk auf die Anwendungen aus dem Bereich des Automobilbaus gelegt. Abschließend haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ein eigenes Beispiel der Bionik zu erforschen und einen Vortrag oder wahlweise ein Poster zu entwickeln. Zusätzlich kann das Thema um ethische Aspekte erweitert werden, indem die Schülerinnen und Schüler ein Zitat aus dem zugrunde liegenden Text interpretieren und die Grenzen der Forschung und die Chancen (der Bionik) diskutieren. Optional kann eine Diskussion über Nachhaltigkeitsaspekte im Bereich des Kfz-Handwerks geführt werden, das sich aufgrund seiner Innovationsbereitschaft und seines Willens zu mehr Nachhaltigkeit als Lehrbeispiel eignet. Das Forschungsgebiet Bionik gewann vor allem in den letzten Jahren an Relevanz, da bei der Suche nach Lösungen für Fragstellungen zum Thema Nachhaltigkeit die Hilfe aus der Natur sehr willkommen ist. Das Thema Bionik eignet sich außerdem gut, um das Interesse der Schülerinnen und Schüler an Naturwissenschaften und Technik zu wecken, da es viele Berührungspunkte mit dem Alltag bietet. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Biologieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Thematisch eignet sie sich als vertiefende Ergänzung im Anschluss an den Themenblock „Evolution und Zukunftsfragen“, der in jedem Lehrplan zu finden ist. Da die Einheit biologische mit ethischen Themen vereint, kann sie aber auch fächerübergreifend für die Fächer Ethik, Gemeinschaftskunde oder Politik genutzt werden. Ein gewisses Grundwissen in Bezug auf den Umgang mit biologischen Fragestellungen, der in der Sekundarstufe I geschult wird, wird für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. Außerdem sollte die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weitere Kenntnisse sind nicht notwendig. Die Einheit bietet ein breites Spektrum an Lernmethoden und Sozialformen, sodass der Unterricht interessant und abwechslungsreich gestaltet werden kann. Für die Erarbeitung der verschiedenen Aufgabenstellungen stehen Arbeitsblätter mit Info-Texten zur Verfügung. In einigen Aufgabenstellungen wird zusätzlich die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und auch das kritische Hinterfragen geschult. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Wissen über verschiedene Herangehensweisen in der Bionik. lernen verschiedene bionische Anwendungsbeispiele kennen. benennen die Ziele der Bionik. zeigen Möglichkeiten sowie Grenzen der Bionik auf. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verfassen und vergleichen verschiedene Informationsquellen. wählen Medienangebote und Informationen selbständig aus. können Medieninhalte analysieren und kritisch bewerten. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verbessern ihre Kommunikationsfähigkeit, indem sie über ethische Fragen diskutieren und argumentieren. Verwendete Literatur Hill, B: Bionik: Lernen von der Natur; Duden Schulbuch-Verlag; 1. Auflage; Berlin; 2006. Zeuch, M; Was ist Was - Bionik; Tessloff-Verlag, Nürnberg; 2010.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Mathematik der Klassen 9–10 vermittelt den Schülerinnen und Schüler die Grundlagen der Baustatik und Technischen Mechanik. Ausgehend von Gerüsten im eigenen Umfeld lernen sie Aufbau und Stabilität kennen. Sie zeichnen, konstruieren und erproben ein eigenes Modell und erkennen dabei die Verbindung zwischen mathematischem und physikalischem Wissen und dem Gerüstbau-Handwerk. Kern der Unterrichtseinheit ist der Bau eines Gerüstmodells. Bevor die Schülerinnen und Schüler das Modell bauen, sollen technische und gerüstbauspezifische Konventionen erarbeitet werden. Im ersten Schritt ( Arbeitsblatt 1 ) sollen die Schülerinnen und Schüler als Hausaufgabe ein Gerüst in ihrer Umgebung ausfindig machen, fotografieren und das fotografierte Gerüst in eine Zeichnung umsetzen. Die Ergebnisse der Hausaufgabe bilden den Impuls zu Beginn der ersten Unterrichtsstunde. Die Schülerinnen und Schüler präsentieren ihre Ergebnisse und stellen sie in einem Museumsrundgang vor. Die Ergebnisse werden stichpunktartig zusammengetragen und bilden die Grundlage für die nächste Stunde ( Arbeitsblatt 2 ). Im zweiten Schritt werden die Grundlagen des Gerüstbaus erarbeitet. Das Gelernte soll auf das Gerüst (Foto und Zeichnung) aus der ersten Stunde angewendet werden. In den folgenden Stunden beschäftigen sich die Lernenden mit dem Aufbau eines Gerüstes und dessen Stabilität. Das Thema Stabilität wird von den Lernenden an einem zunächst einfachen Modell erprobt. Nachdem das Prinzip der Stabilität verinnerlicht wurde, bauen die Lernenden ein großes dreidimensionales Modell ( Arbeitsblatt 2 ). Die Modellbauanleitung ( Arbeitsblatt 3 ) und die Aufgabenstellung ermöglichen ein selbstständiges Arbeiten in Gruppen. Im Bereich der Statik wird von den Schülerinnen und Schülern ein hohes Abstraktionsvermögen verlangt. Daher sollen die Probleme und Aufgaben an einem eigenen Modell festgemacht werden. Ziel ist es, dass der Sinngehalt von strukturierten Lösungswegen deutlich wird. Die Einheit soll das Gerüstbau-Handwerk für die Schülerinnen und Schüler sichtbar und erfahrbar machen. Durch die breite Erarbeitung der Grundlagen eignet sich die Einheit gut für den Einstieg in die Technische Mechanik. Die Anwendungsaufgaben mit dem Gerüst als Basis können beliebig erweitert werden. Für leistungsstarke Klassen können die Zusatzaufgaben verbindlich festgelegt werden. Das Gerüst war und ist ein unersetzliches Hilfsmittel. Die Geschichte des Gerüsts geht in seiner primitivsten Form zurück bis in das 17. Jahrtausend vor Christus, dort wurde dieses gebraucht, um Malereien in hohen Höhen der Höhlenbehausungen anzubringen. Auch die Ägypter, circa 15.000 Jahre später um circa 1.450 vor Christus, nutzten diese praktischen Hilfskonstruktionen, um riesige Tempelanlagen zu errichten. Der Nutzen eines Gerüsts lässt sich heute wie vor 17.000 Jahren gleich beschreiben: Das Gerüst ist eine temporäre Hilfskonstruktion und dient zur sicheren Durchführung von Bauarbeiten. Zudem ist es als Lehrobjekt hervorragend geeignet. Durch die geringe Anzahl unterschiedlicher Bauteile und die statisch vereinfachten Systeme können sonst abstrakte physikalische Vorgänge erkannt werden. Die folgende Unterrichtseinheit soll genau diese physikalischen Vorgänge greifbar machen und mit technischen Grundlagen des Gerüstbaus verknüpfen. Die Unterrichtseinheit mit Sachbezug zum Gerüstbau-Handwerk verkörpert ein beispielhaftes Modell des situierten Lernens, bei dem die Lernenden durch die unmittelbare Auseinandersetzung mit ihrer Lebenswelt zu einem authentischen Zugang zum Lerngegenstand geführt werden. Dieser methodische Ansatz fördert den Lebensweltbezug und ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, den praktischen Nutzen und die Bedeutung des Gerüstbaus direkt in ihrem Alltag zu erkennen. Durch den Ansatz des induktiven Lernens, bei dem ausgehend von konkreten Beispielen zu abstrakten Begriffen übergegangen wird, wird eine effektive Verknüpfung von Theorie und Praxis erreicht. Durch den Eigenbau des Modells können die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen aktiv anwenden und durch die Durchführung von Stabilitätserprobungen analytische Fähigkeiten entwickeln. Die in jeder Unterrichtsstunde stattfindende Gruppenarbeit berücksichtigt die Heterogenität der Lerngruppe und unterstützt die individuelle Förderung durch differenzierte Aufgabenstellungen. Sie ermöglicht eine adaptive Lernumgebung, in der die Schülerinnen und Schüler ihren Interessen und Fähigkeiten entsprechend gefordert und gefördert werden. Dieser kooperative Lernansatz stärkt soziale Kompetenzen wie Kommunikations- und Teamfähigkeit und trägt zu einem inklusiven Lernklima bei. Die Präsentation der Ergebnisse in einer Ausstellung am Ende der Einheit dient nicht nur der Wertschätzung der gemeinsamen Leistung, sondern fördert auch eine positive Feedbackkultur und schult die Reflexionsfähigkeit. Die Unterrichtseinheit kann auch im Rahmen einer Projektwoche durchgeführt werden. Der Einsatz dieser Unterrichtseinheit im Rahmen einer Projektwoche bietet den Vorteil einer intensiveren Auseinandersetzung mit dem Thema. Darüber hinaus kann die Unterrichtseinheit mit Anwendungsaufgaben zum Lehrplanthema "Technische Mechanik" erweitert werden – auch hier kann ein Sachbezug zum Gerüstbau sinnvoll sein, um eine umfassende Lernerfahrung zu schaffen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Unterrichtseinheit methodisch-didaktische Prinzipien wie Lebensweltorientierung, konstruktivistisches Lernen, kooperatives Arbeiten und Lernreflexion nutzt, um ein ganzheitliches, kompetenzorientiertes Lernangebot zu schaffen, das fachliche und überfachliche Lernziele adressiert. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler schulen ihr räumliches Denkvermögen. schulen ihr Abstraktionsvermögen. beachten beim Bau des Modells die technischen und funktionellen Anforderungen (zum Beispiel Statik) und bauen unter Anleitung ein stabiles Modell. erkennen statische Systeme und überführen diese in eine Zeichnung. lernen, zu differenzieren und zu kategorisieren. lernen, bereits Erarbeitetes zu revidieren und Alternativen zu finden und zu bewerten. lernen Grundzüge von ingenieurspezifischen Methodiken. wenden mathematische Verfahren auf physikalische Sachverhalte an. beziehen theoretische Überlegungen und Modelle zurück auf Alltagssituationen und reflektieren ihre Generalisierbarkeit. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler arbeiten kriteriengeleitet im kooperativen Lernsetting. arbeiten in verschiedenen Sozialformen und bauen ihre Kommunikationsfähigkeit aus. lernen, sich arbeitsteilig zu organisieren. kommunizieren ihre eigenen Ideen mit der Gruppe und realisieren sie in der Gruppenarbeit. lernen, Kompromisse zu schließen und aus mehreren Ideen, eine Auswahl zu treffen. treffen begründete Entscheidungen in Bezug auf die Rollen in der Gruppe und die Ausrichtung des Gruppenergebnisses.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Physik der Klasse 7–9 vermittelt den Schülerinnen und Schülern wichtige physikalische Kenntnisse zur Hydraulik. Dabei erarbeiten sie Definitionen zu Hydraulik und hydrostatischem Druck, analysieren das Pascalsche Gesetz und wenden dieses in Rechenbeispielen an. Die behandelten Themen werden durch lebensnahe Anwendungsbeispiele aus der LandBauTechnik veranschaulicht. Die Unterrichtseinheit bietet im Rahmen des Physik-Unterrichts sowie von Vertretungsstunden eine spannende Einführung in die Welt der Hydraulik und des Pascalschen Gesetzes, deren Prinzipien im Alltag überall sichtbar sind und in verschiedenen technischen Bereichen Anwendung finden. Die Unterrichtseinheit lässt sich flexibel in die Bereiche Mechanik, Energie, Druck und Technik des Physik-Lehrplans einsetzen und ermutigt die Lernenden dazu, die grundlegenden Konzepte der Hydraulik zu verstehen und deren Bedeutung für alltägliche Anwendungen zu erkennen. Zunächst werden die Schülerinnen und Schüler in die Grundlagen der Hydraulik eingeführt ( Arbeitsblatt 1 ). Es wird erklärt, wie das Pascalsche Gesetz in Hydrauliksystemen verwendet wird, um Kräfte zu übertragen und Bewegungen zu steuern. Rechenaufgaben rund um hydrostatischen Druck vertiefen dabei das physikalische Verständnis ( Arbeitsblatt 2 ). Des Weiteren wird anhand von handlungsorientierten Aufgaben aufgezeigt, wie wichtig hydraulische Systeme in unserem Alltag sind. Anhand von Beispielen aus der Landbautechnik erkunden die Lernenden praktische Anwendungen der Hydraulik ( Arbeitsblatt 3 ). Insgesamt bieten die Arbeitsblätter eine ganzheitliche und praxisnahe Einführung in das Thema Hydraulik, die das Interesse der Schülerinnen und Schüler weckt und ihr Verständnis für die Bedeutung dieses Fachgebiets in der modernen Technik vertieft. Zur weiteren Vertiefung mit der Unterrichtseinheit steht das Arbeitsblatt " Hydraulikzylinder – Kraft durch Flüssigkeit " zum Download bereit. Die Themen "Hydraulik" und "Pascalsches Gesetz" sind nicht nur lehrplanrelevant für den Physik-Unterricht in der Sekundarstufe I. Sie sind für Schülerinnen und Schüler besonders deshalb von hoher Relevanz, da sie diesen wichtigen physikalischen Prinzipien in vielen Bereichen des täglichen Lebens begegnen: am Auto, in Aufzügen, am Müllabfuhrwagen oder an einem Traktor. Auch im späteren Berufsleben kann Hydraulik eine wichtige Rolle spielen, so zum Beispiel im Handwerksberuf Land- und Baumaschinenmechatroniker. Vorkenntnisse im Bereich der Physik sind von Vorteil, aber nicht zwingend erforderlich, da die Arbeitsblätter die Grundlagen der Hydraulik und des Pascalschen Gesetzes verständlich und anschaulich erklären. Durch praktische Beispiele aus dem Alltag sowie durch handlungsorientierte Aufgaben wird das Verständnis der Schülerinnen und Schüler gefördert und ihr Interesse an der Thematik geweckt. Die Unterrichtseinheit zielt darauf ab, das Verständnis der Schülerinnen und Schüler für die Grundlagen der Hydraulik zu vertiefen und ihre Fähigkeit zu fördern, dieses Wissen auf konkrete Situationen anzuwenden. Dabei werden verschiedene Lernmethoden wie Erklärungen, Beispiele, Diskussionen und praktische Aufgaben verwendet, um einen abwechslungsreichen und ansprechenden Lernprozess zu ermöglichen. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler dazu zu ermutigen, aktiv am Lernprozess teilzunehmen und sie für den Beruf Land- und Baumaschinenmechatroniker/-in zu sensibilisieren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler definieren "Hydraulik", "hydrostatischer Druck" und "Pascalsche Gesetz". berechnen Aufgaben zum hydrostatischen Druck und zum Pascalschen Gesetz. kennen Anwendungsmöglichkeiten von und Begegnungsfelder mit Hydraulik im Alltag und im Handwerksberuf Land- und Baumaschinenmechatroniker. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet nach Sachinformationen. nutzen ein Lernvideo im Internet zur Definition von Hydraulik. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Lern- und Recherche-Inhalte in verschiedenen Sozialformen (Einzel- Paar- und Plenumsarbeit).

Die Unterrichtseinheit für das Fach Biologie der Klasse 8 vermittelt grundlegendes Wissen über Aufbau und Funktionsweise des menschlichen Ohrs. Die Schülerinnen und Schüler erforschen, wie Schallwellen übertragen und im Gehirn verarbeitet werden, vergleichen den Hörbereich von Mensch und Tier und lernen, wie Lärm das Gehör schädigen kann. Ein Rätsel und Hörtests vertiefen das Verständnis auf anschauliche Weise. Der Einstieg in die Unterrichtseinheit zum Thema "Hörst du mich – das menschliche Ohr erforschen" erfolgt über die Anatomie des menschlichen Ohrs. Mithilfe eines kurzen Sachtextes und einer Abbildung lernen die Schülerinnen und Schüler den Aufbau des menschlichen Ohrs, dessen Bestandteile und Aufgaben kennen und lokalisieren dessen Bestandteile selbstständig. Anschließend haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ihren persönlichen Hörbereich zu testen und mit Vertretern aus dem Tierreich zu vergleichen. Dies ermöglicht einen persönlichen Zugang zu dem Thema und beinhaltet ein hohes Aktivierungspotenzial. In der folgenden Erarbeitungsphase lernen die Schülerinnen und Schüler etwas über die Gefahren für das menschliche Ohr. Zudem erfahren sie, wie ein Hörgerät funktioniert und welche Aufgaben zu dem Berufsbild einer Hörakustikerin beziehungsweise eines Hörakustikers gehören. In einem abschließenden Rätsel haben die Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit, ihr neu erworbenes Wissen spielerisch zu testen. Die kurzen Expertentexte gehen auf alltagsnahe Fragen ein und können somit das Interesse der Schülerinnen und Schüler am Thema fördern. In dieser Unterrichteinheit soll durch das Testen des eigenen Hörbereichs ein persönlicher Zugang zum Thema "Hörsinn" ermöglicht werden. Wichtig dabei ist, dass dieser Test auf freiwilliger Basis und am besten im häuslichen Kontext erfolgt, denn es sollen keinesfalls Schülerinnen und Schüler bloßgestellt werden. Der Vergleich des eigenen Hörbereichs mit Vertretern aus dem Tierreich kann für die Lernenden dabei spannend sein. Die Bearbeitung der Materialien erfordert die Kenntnis darüber, wie Reize an unser Gehirn weitergeleitet werden (Reiz-Reaktions-Schemata) sowie Grundkenntnisse über den Aufbau von Sinneszellen. Darüber hinaus ist ein sicherer Umgang mit Sachtexten erforderlich. Die Schülerinnen und Schüler sollten in der Lage sein, wichtige Informationen selbstständig zu erkennen und zu markieren. Die Markierungen erleichtern den Umgang mit dem Sachtext, indem die wichtigsten Begriffe bereits hervorgehoben sind. Dies erleichtert das Herauslesen der wichtigen Informationen aus dem Text. Das Material arbeitet mit alltagsnahen Fragestellungen, um die naturwissenschaftliche Thematik zu veranschaulichen und mit der Lebenswelt der Jugendlichen zu verknüpfen. Zudem ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern einen ersten Einblick in das Hörakustiker-Handwerk. Das abschließende Rätsel dient der spielerischen Festigung der neuen Inhalte und ermöglicht den Schülerinnen und Schülern die gezielte Auseinandersetzung mit spannenden Teilgebieten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Fachbegriffe zur Anatomie des menschlichen Ohrs kennen und ordnen die Bestandteile des Ohrs selbstständig mithilfe eines Sachtextes einer anatomischen Abbildung zu. lernen den hörbaren Frequenzbereich für Menschen kennen. kennen Gründe für Gehörschädigungen und den Handwerksberuf der Hörakustikerinnen und Hörakustiker, der sich mit Hörschädigungen beschäftigt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler ermitteln ihren persönlichen Hörbereich mithilfe eines Onlinetongenerators. entnehmen wichtige Informationen eines Sachtextes selbstständig beziehungsweise mithilfe von Fragestellungen. wenden ihr neu erworbenes Wissen in Form eines Kreuzworträtsels an.

In der Unterrichtseinheit für den Sachunterricht der Klassen 3–4 entdecken die Schülerinnen und Schüler, wie Werkzeuge, Maschinen und technische Hilfsmittel den Menschen bei der Arbeit unterstützen. Die Unterrichtseinheit fördert das Verständnis für Arbeitsgeräte im Alltag und zeigt, wie moderne Technik – etwa der Mähdrescher – verschiedene Werkzeuge vereint. Durch Lesetexte, Zuordnungsaufgaben und Interviews erkunden die Kinder Arbeitsweisen und Berufsbilder früher und heute. Analoge wie elektrische Werkzeuge und Maschinen umgeben uns überall im Alltag und werden in den alltäglichsten bis speziellen Situationen passgenau verwendet. Diese Unterrichtseinheit knüpft an diesen Lebensweltbezug der Schülerinnen und Schüler an und thematisiert im Fach Sachunterricht und dessen Lehrplanthemenfeld "Arbeit und Beruf" Werkzeuge, Arbeitshilfen und Maschinen, die den Menschen heute und/oder in vergangenen Tagen bei der Arbeit unterstütz(t)en. Die Schülerinnen und Schüler lernen im Rahmen dieses Materials Begrifflichkeiten durch Wort-Bild-Zuordnungen kennen und setzen sich mit der Frage auseinander, wo sie diese Werkzeuge und Maschinen bereits in ihrem Alltag kennen. Am Beispiel des Mähdreschers wird im zweiten Arbeitsblatt die Zusammenführung verschiedener Werkzeuge und Hilfsmittel in einer modernen Großmaschine thematisiert, die die Arbeit in der Landwirtschaft optimiert und maximiert. Die Schülerinnen und Schüler lernen mittels Wort-Bild-Zuordnung und Lückentext zu einem Kurzfilm die Bestandteile und die Arbeitsweise eines Mähdreschers kennen. Das dritte Arbeitsblatt thematisiert exemplarische Berufsfelder, die zu bestimmten Werkzeugen, Maschinen und Lokalitäten wie Werkstätten, Baustellen oder Backstuben gehören. Hier werden kurze Lesetexte fiktiven Charakteren zugeordnet. In einer Anschlussaufgabe werden die Schülerinnen und Schüler dazu aufgefordert, ein Interview in der Art der Lesetexte mit einer Handwerkerin oder einem Handwerker in ihrem Ort zu führen, um dadurch zu erfahren, in welcher Lokalität mit welchen Werkzeugen und Maschinen gearbeitet wird. Ergänzendes Arbeitsblatt Zur weiteren Vertiefung mit der Unterrichtseinheit steht das Arbeitsblatt " Beruf, Tätigkeiten, Maschinen und Werkzeuge im Handwerk: Wortschatz-Übungen mit Wimmelbild " zum Download bereit. Der Lehrplan des Sachunterrichts in der Grundschule sieht die Behandlung des Themenfeldes "Arbeit und Beruf" vor. Gerade dieses Thema bietet jede Menge Anknüpfungspunkte an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler. Der Schwerpunkt liegt in diesem Unterrichtsmaterial auf Arbeitshilfen, Werkzeugen und Maschinen, die Menschen im Alltag sowie im Berufsleben in ihrer Arbeit unterstützen. Das Arbeitsblatt 1 thematisiert zunächst Werkzeuge und Maschinen von damals und heute. Da die passenden Begrifflichkeiten zu den Geräten oftmals noch unbekannt oder ungenau sind, arbeiten die Lernenden hier mit Wort-Bildzuordnungen, denen eine Internetrecherche für schnelle Schülerinnen und Schüler (binnendifferenzierende Sprint-Aufgabe) angeschlossen werden kann. Durch Austausch im Plenum teilen die Schülerinnen und Schüler ihre Begegnungen mit diesen Arbeitshilfen in ihrem Leben mit. Ziel ist die Erweiterung des (muttersprachlichen) Wortschatzes sowie eine Sensibilisierung für diese Werkzeuge und Maschinen in der eigenen Lebenswelt. Auf dem zweiten Arbeitsblatt beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit einer modernen Maschine aus der Landwirtschaft: dem Mähdrescher (in Kombination mit einem Traktor). Zunächst lernen sie durch Wort-Bildzuordnung die Hauptbestandteile eines Mähdreschers kennen, identifizieren den Dreschflegel und die Sense als ursprüngliche Arbeitshilfen in ihm und schauen sich dann einen Erklärfilm zur Arbeitsweise eines Mähdreschers an, zu dem sie einen kurzen Lückentext ausfüllen. Es bietet sich an, die eingefügten Lückenwörter während der Ergebnissicherung an die Tafel zu schreiben, die Arbeitsblätter dann umdrehen zu lassen und die Lernenden dazu aufzufordern, die Arbeitsweise des Mähdreschers mithilfe der Keywords und des Think-Pair-Share-Prinzips nachzuerzählen. Im dritten Arbeitsblatt werden die exemplarischen Werkzeuge und Maschinen der vorigen Arbeitsblätter drei Berufsfeldern mittels kleinerer Lesetexte zugeordnet. Die Texte können als Muster für eigene Texte dienen, die die Kinder zu selbst ausgewählten Arbeitshilfen verfassen. Des Weiteren bietet die Aufgabe 2 an, ein Interview mit einer Handwerkerin oder einem Handwerker in der Region nach Lesetextvorlage zu führen und mehr über ihre/seine Werkzeuge, Maschinen und Tätigkeiten zu erfahren. Diese Unterrichtseinheit eignet sich auch für die sprachsensible Arbeit mit Schülerinnen und Schülern nichtdeutscher Muttersprache und bietet durch verschiedene Sozialformen und Aufgabenstellungen Möglichkeiten zu Binnendifferenzierung an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihren fremd- oder muttersprachlichen Wortschatz um konkrete Begrifflichkeiten von Werkzeugen, Arbeitshilfen und Maschinen per Wort-Bildzuordnung. lernen die Arbeitsweise und die Bestandteile einer modernen Maschine, dem Mähdrescher, kennen, die frühere Einzelarbeitshilfen in einem Gerät vereint. ordnen Lesetexte über Berufstätigkeiten und Arbeitshilfen exemplarischen Berufsfeldern zu und führen ein Interview mit einem Handwerksbetrieb in der Region zum Thema berufsspezifische Tätigkeiten, Werkzeuge und Maschinen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren aufgabengeleitet im Internet. führen ein Interview nach Vorlage durch. präsentieren Ergebnisse mündlich in der Klasse. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erweitern ihre Fähigkeit zu konzentrierter produktiver Einzel- und Teamarbeit. lernen, sich zuzuhören und auf Gesagtes einzugehen.

In der Unterrichtseinheit für das Fach Geschichte der Klassen 11–12 erforschen die Lernenden, wie sich Herrschaftsformen, gesellschaftliche Strukturen und Arbeitsteilung seit dem Mittelalter veränderten. Anhand der städtebaulichen Entwicklung erkennen sie Kontinuität und Wandel von Lebens- und Wirtschaftsformen – von den Zünften über die Industrialisierung bis zu heutigen urbanen Herausforderungen. Abschließend diskutieren sie, wie aktuelle Entwicklungen wie Energiewende, Digitalisierung und nachhaltiges Bauen die Stadtbilder von morgen prägen. Handwerkerinnen und Handwerker prägen die städtebauliche Entwicklung seit dem Mittelalter – erkennbar beispielsweise an Straßennamen, am Stadtbild oder an der Struktur. Immer wieder beeinflusst und gestaltet das Handwerk die gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Veränderungen, die sich in der unterschiedlichen Form, Gliederung oder Charakteristik der Stadtbilder spiegeln. Auch heute noch prägt vor allem das Handwerk die Gesichter unserer Städte: Die Energiewende verändert die Gestalt der Gebäude, die Mobilitätswende verändert die Gestalt der Straßen und Wege und gleichzeitig sorgen Handwerkerinnen und Handwerker für die nachhaltige Sanierung und Restaurierung historischer Bauwerke und somit für die Bewahrung historischer Stadtbilder. Am Beispiel der städtebaulichen Entwicklung schlägt diese Unterrichtseinheit im Sinne eines Längsschnitts eine Brücke vom traditionellen, historischen zum modernen, innovativen Handwerk. Die Unterrichtseinheit besteht aus drei Unterrichtsstunden zu je 45 Minuten. Da die Kontinuität und Veränderung des Handwerks in der städtebaulichen Entwicklung im Vordergrund der Unterrichtsreihe stehen, sind die Arbeitsblätter zeithistorisch betrachtet in einer chronologischen Reihenfolge. Die Lernenden arbeiten sich dementsprechend vom Hochmittelalter bis in die Gegenwart vor und erarbeiten Aspekte vergangener, gegenwärtiger und möglicherweise künftiger Gegebenheiten, die das Handwerk direkt oder indirekt betreffen. Durch verschiedene Impulse, die aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler stammen, sowie durch gezielte Querbezüge wird eine Berufsgruppe, die jungen Menschen mittlerweile nicht mehr so präsent ist wie in vergangenen Zeiten, wieder zugänglicher gemacht. In dieser Unterrichtseinheit gehen Schülerinnen und Schüler in verschiedenen Sozialformen, mithilfe verschiedener Unterrichtsmethoden und anhand von vorgegebenem Quellen- und Darstellungsmaterial sowie selbstrecherchiertem Online-Material der historischen Entwicklung, der gegenwärtigen Lage und den zukünftigen Chancen und Herausforderungen des Handwerks für die städtebauliche Entwicklung nach. Der Unterricht im Fach Geschichte in der Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe (KCGO Hessen 2021) zielt darauf ab, verschiedene Aspekte von Herrschaft und Gesellschaft im Mittelalter zu thematisieren und zu vertiefen. Nachdem die Schülerinnen und Schüler den Feudalismus, die Ständegesellschaft sowie das Bauerntum und die jüdische Minderheitsbevölkerung als gängige Leitperspektiven beziehungsweise Themenschwerpunkte üblicherweise bereits in Klasse 8 und in der E-Phase kennengelernt haben, geht der Aufstieg des städtischen Bürgertums in der Unterrichtspraxis gerne verloren. Mit dieser Unterrichtseinheit wird genau in der E-Phase Abhilfe geschaffen und ein Blick auf die Mittelschicht des Dritten Standes geworfen. Es bietet sich dementsprechend an, diese dreiteilige Unterrichtseinheit im Anschluss an die grundlegenden Aspekte von Herrschaft und Gesellschaft im Mittelalter zum Abschluss einer Unterrichtsreihe zu verwenden. Die Verknüpfung zum Unterricht im Fach Erdkunde/Geographie erschließt sich durch den Aspekt der Energie, welcher in diversen Inhaltsfeldern und Jahrgangsstufen (KCGO Hessen 2022) als Haupt- oder Nebenperspektive zum Tragen kommt. Die Entwicklung fachspezifischer Kompetenzen wird durch verschiedene Arten des Zugangs gewährleistet. Mit der Analyse von historischen Text- und Bildquellen sowie der gezielten Erarbeitung von Inhalten aus Sachtexten schärfen die Schülerinnen und Schüler ihre Analysekompetenz für Quellen und Darstellungen. Weiterhin tragen Rückbezüge auf historische Inputs sowie historische Vergleiche von Institutionen und Sachverhalten zur Ausbildung der Wahrnehmungskompetenz für Kontinuität und Veränderung in der Zeit bei. Kritische Ansätze, die zur Reflexion und Problemlösung auffordern, knüpfen ebenfalls an die Kontinuität und Veränderung in der Zeit an, jedoch vor dem Hintergrund der Ausbildung der Urteilskompetenz. Darüber hinaus wird durch die Abwechslung von individuellen und kooperativen Arbeitsphasen (Think-Pair-Share) der Aspekt der Arbeitsteilung, der selbst wiederum Teil des Unterrichtsgegenstandes ist, nicht nur selbst praktisch ausprobiert, sondern zum eigenen Vorteil genutzt. Die Schwierigkeitsprogression startet auf jedem Arbeitsblatt von neuem, sodass dem Prinzip der Strukturierung Rechnung getragen wird. Möglichkeiten der Binnendifferenzierung werden speziell durch die Arbeitsteilung auf dem zweiten Arbeitsblatt ermöglicht. Hier können leistungsstärkere Schülerinnen und Schüler die politischen und wirtschaftlichen Aspekte des Handwerks aus einem Sachtext herausarbeiten, während weitere Schülerinnen und Schüler die städtebaulichen Aspekte des Handwerks herausfiltern. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln die Analysekompetenz für Quellen und Darstellungen. bilden die Wahrnehmungskompetenz für Kontinuität und Veränderung in der Zeit aus. bilden die Urteilskompetenz für Kontinuität und Veränderung in der Zeit aus. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler suchen, bearbeiten und bewahren weiterführende Informationen als Ergänzung zu vorgegebenem Quellen- und Darstellungsmaterial auf. produzieren Ergänzungen zu bereits erarbeiteten Inhalten und präsentieren diese in analoger oder digitaler Form einem Mitschüler / einer Mitschülerin (>>Mindmap). Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten sowohl in individuellen als auch in kooperativen Arbeitsphasen. teilen sich die Arbeit auf und produzieren mithilfe von Kommunikation paarweise eigene Denk- und Arbeitsprodukte, die dann wiederum der Lerngruppe zugänglich gemacht werden.