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Zeitschrift „MNU“
Abstracts
der Jahrgänge
1997-2008
(Bild: Titel mit Lay-Out bis Ende 2008)
2008 (Jahrgang 61)
Inhalt vom Heft 8 im Jahre 2008
61. Jahrgang, Heft 8, ISSN 0025-5866, 01. Dezember 2008
Aus Bildung und Wissenschaft
Schülervorstellungen zum Lösen und Sieden
Verfasser: Prof. Dr. Annette Marohn, Leibniz Universität Hannover, Didaktik der Chemie,
Bismarckstraße 2, 30173 Hannover, [email protected]
Dieser Beitrag beschreibt Ergebnisse einer Studie mit 2283 Schülern aus 132 ChemieOberstufenkursen in Niedersachsen zur Erforschung von Schülervorstellungen zum Lösen
und Sieden. Ziel der Studie war es, Vorstellungen zu identifizieren, die für den
Chemieunterricht von besonderer Bedeutung, also "elementar" sind - z. B. weil sie in
besonderer Häufigkeit auftreten, sich als ausgesprochen stabil erweisen oder sich in
vielfältigen Bereichen des Chemieunterrichts auswirken. Die Studie legt dabei ein
besonderes Augenmerk auf Zusammenhänge zwischen thematischen Bereichen, die in der
Vorstellungsforschung bislang getrennt voneinander betrachtet wurden. Der Artikel zeigt
überraschende Gemeinsamkeiten zwischen den beobachteten Vorstellungen zum Lösen
und Sieden auf und diskutiert mögliche Ursachen.
Schulpraxis
Der spielerische Umgang mit dem Satz des Pythagoras
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Dräger (i. R.), Universität Hamburg, Institut für Physikalische
Chemie, Grindelallee 117, 20146 Hamburg, [email protected]
Auf elementare Art wird ein geoemtrischer und damit visueller Weg vermittelt, den Satz von
Pythagoras nicht nur durch Quadrate sondern auch durch Halbkreise darzustellen. Mit
Hilfslinien wie Loten und Thaleskreisen werden daraus weitere geometrische Darstellungen
entwickelt.
Vertrauen ist gut - Kontrolle ist besser
Verfasser: Dr. Gilbert Greefrath, Nordhornstr. 53, 48161 Münster, [email protected]
Wir stellen eine Unterrichtssequenz im Rahmen der Integralrechnung vor, die von einem
authentischen Problem ausgehend die Arbeit mit unterschiedlichen mathematischen
Modellen in den Mittelpunkt stellt. Besonders das Analysieren und Beurteilen dieser Modelle
soll dabei gefördert werden. Abschließend werden Konsequenzen für den Alltag entwickelt.
Zur Berechnung der Ostabweichung
Verfasser: Ernst Wenzl, Bonhoefferstr. 11/82, 07747 Jena, [email protected]
Als Beweis der Erdrotation hat die Ostabweichung frei fallender Körper historische
Bedeutung. Als Musterbeispiel der genetisch-sokratisch-exemplarischen Methode hielt sie
Einzug in den Unterricht. Das pädagogische Interesse an der Ostabweichung ist bis heute
nicht erlahmt, wie ein Forschungsbericht aus den Jahren 2002/2003 an der FU Berlin und
das Kugelfallexperiment im Jen Tower 2006 in Jena zeigen. Auch in Schulbüchern hat sie
Eingang gefunden. In den Hintergrund trat die Einbeziehung von Berechnungen zur
Ostabweichung in den Unterricht, obwohl sie eigentlich zur Krönung des Erkenntnisweges
gehören. Der folgende Beitrag zeigt Möglichkeiten auf, sie im Rahmen eines
fächerübergreifenden Unterrichts zu praktizieren.
Greifen und Manipulieren mit Licht
Verfasser: Prof. Dr. Kurt Busch,, Dr. Antje Bergmann, Ursula Kroll, Gülhan Wogh-Deveoglu,
Anschrift: Universität Karlsruhe, Institut für Theoretische Festkörperphysik, Wolfgang-GaedeStr. 1, 76131 Karlsruhe, [email protected]
Allein mit Hlfe von Licht Objekte kontrolliert zu bewegen hört sich für viele nach Science
Fiction oder unbezahlbarer Hochtechnologie an. Dabei lassen sich so genannte Optische
Pinzetten, mit denen dies möglich ist, verhältnismäßig preisgünstig aufbauen und sie üben
eine enorme Faszination aus. Insbesondere lässt sich so beispielhaft vermitteln, welche
Möglichkeiten eine leistungsfähige Grundlagenforschung bietet und wie sich daraus völlig
neuartige und teilweise unvorhergesehene Anwendungen ergeben. Wir haben so eine lowcost-Pinzette als Experimentierstation für ein neues Schülerlabor aufgebaut. Neben der
Erfahrung, mit einem einzigen Laserstrahl kleine Kugeln oder Zellen gezielt durch eine
Flüssigkeit zu bewegen, können damit beispielsweise auch Versuche zur Brownschen
Bewegung gemacht werden, oder es kann die Haltekraft der optischen Falle quantitativ
ausgewertet werden. Dabei ist die Funktionsweise einer Erklärung über die geometrische
Optik zugänglich, und auch weitere genötigte Grundlagen wie Brownsche Bewegung oder
Stokes'sche Reibung sind in der Oberstufenphysik bekannt.
Seminarfach in der Oberstufe
Verfasser: Dr. Julia Freienberg, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Reine
und Angewandte Chemie, Fachbereich Didaktik der Chemie, Postfach 2503, 26111
Oldenburg, [email protected]; StR' Silvia Beckhaus, Altes Gymnasium
Oldenburg, Theaterwall 11, 26122 Oldenburg, [email protected]
Das Seminarfach stellt mit seiner Einführung in der Niedersächsischen Oberstufe neue
Anforderungen an Schulen und Lehrkräfte, bietet aber auch Chancen für die
Weiterentwicklung von Unterricht. Die Umsetzung in der Praxis gewinnt aktuell erste
Erfahrungswerte, so dass dieser Artikel das Ziel hat, exemplarisch ein Seminarfachkonzept
vorzustellen, um damit Anregungen und Motivation für interessierte Lehrkräfte zu geben.
Dazu werden die Hintergründe und Inhalte des Seminarfachkurses zum Thema
"Nanotechnologie" im Überblick dargestellt und anhand exemplarischer Ausführungen und
Rückmeldungen von Schülererfahrungen konkretisiert.
Unterrichtsstrukturierung durch Lernaufgaben im Biologieunterricht
Verfasser: Michael Germ, Ludwig-Maximilians-Universität München, Didaktik der Biologie,
Winzererstr. 45/II, 80797 München, [email protected]
Es wird gezeigt, wie das den Lernprozess unterstützende und strukturierende Potenzial von
geeigneten Aufgaben für die Erarbeitung von Unterrichtsinhalten im Fach Biologie genutzt
werden kann, wenn diese in entsprechender Weise in den Unterrichtsverlauf eingebettet
werden. Ein dafür adäquates, ursprünglich für den Physikunterricht beschriebenes
aufgabenorientiertes Unterrichtsdrehbuch wird hier, bezogen auf Themen aus dem Bereich
Molekularbiologie, konkretisiert. Die vorgestellten Beispiele beziehen sich dabei auf
authentisches Material zu einer aktuellen Untersuchungsfrage aus der medizinischen
Forschung, das in entsprechender Weise für den Unterricht aufbereitet wurde.
Krieg im menschlichen Körper - Überfälle böser Viren
Verfasser: StRef Mathias Trauschke, Struckmeyerstr. 2, 30451 Hannover,
[email protected]
In der vorliegenden Studie werden lebensweltliche Schülervorstellungen zur Immunbiologie
untersucht und mit fachwissenschaftlichen Perspektiven verglichen. Daraus resulierend
werden erste Leitlinien für die Vermittlung der Immunbiologie vorgeschlagen. Das
Schülerverständnis basiert weitgehend auf lebensweltlichen Erfahrungen. Lernende sind
darauf angewiesen, immunbiologische Vorgänge aufgrund fehlender Erfahrungshorizonte im
molekular- und zellbiologischen "Mikrokosmos" imaginativ zu verstehen. Dabei nutzen sie
metaphorische Denkfiguren, um den lebensweltlich nicht efahrbaren Zielbereich zu
begreifen. Wünschenswerte Vorstellungserweiterungen hin zu wissenschaftsorientierten
Lernperspektiven können durch solche Lernsituationen optimiert werden, in denen
Erfahrungen mit den molekular- und zellbiologischen Aspekten der Immunbiologie möglich
sind.
Diskussion und Kritik
Aktuelles aus dem Förderverein
Hauptausschusssitzung - 15. MNU-Fachleitertagung Chemie - MNU gratuliert
Informationen/Tagungen
Preise der Fachgruppe Chemieunterricht der GDCh 2009 - Schulpartnerschaft Chemie
- Festcolloquium Prof. Winter
Jahr der Mathematik
MatheKoffer - Workshop - Pi x Deutschland - Kolumne - Mathematik-Kalender 2009
Besprechungen
Zeitschriften Chemie
Bücher
61. Jahrgang, Heft 7, ISSN 0025-5866, 15. Oktober 2008
99. MNU-Kongress in Kaiserslautern
Verfasser: Arnold a Campo
Ansprache des ersten Vorsitzenden bei der feierlichen Eröffnung am 17. März 2008
Die axiomatischen Grundlagen der quantitativen Naturbeschreibung
Verfasser: Prof. Dr.-Ing. Otto Rang, Quentelberg 14, 69469 Weiheim/Bergstraße
Ein Beitrag zur Begriffsbildung im Jahr der Mathematik
Die folgenden Ausführungen gehen auf ein Arbeitspapier zurück, das der Autor dem
Normenausschuss Technische Grundlagen des Deutschen Instituts für Normung (DIN) im
Jahr 2007 vorgelegt hat. In ihm spiegeln sich die Ergebnisse einer mehr als 25-jährigen
gemeinsamen Arbeit an den Aufgaben "Struktur des Größenkalküls" und "Normblatt DIN
1313; Größen". An den Ergebnissen waren vor allem auch die Herren (alphabetisch) H.
Griesel, L. Kienle und A. Oberschelp maßgeblich beteiligt.
Schulpraxis
Das Reifen von Stars
Verfasser: Thomas Vogt, Backesgasse 4j, 55595 Hargesheim, [email protected]
Reifen Schauspielerinnen früher zu Stars heran als ihre männlichen Kollegen?
"Traue keiner Statistik, die du nicht selber gefälscht hast" mit diesem etwas zynischen
Sprichwort wird deutlich, dass das Wissen um statistische Begriffe und Verfahren in unserer
ökonomisierten und von Statistik beherrschten Welt einen über den Mathematikunterricht
hinausreichenden Bildungswert erlangt hat. Die so genannte explorative Datenanalyse
(EDA) beschäftigt sich mit der Erkenntnis, dass sich komplizierte Zusammenhänge grafisch
oft viel einfacher darstellen lassen als in Zahlenkolonnen. Mit dem vorliegenden Beitrag soll
exemplarisch und unterrichtsnah gezeigt werden, wie es gelingt, diesem Anliegen der
explorativen Datenanalyse Rechnung zu tragen.
Neutralpunkt eines Flügels
Verfasser: StD Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120
Bovenden, [email protected]
Der von Schülern gestellten Frage: "Wozu braucht man das?" vermag man als Lehrer häufig
nur mit dem allgemeinen Hinweis zu begegnen, dass man nie wissen kann, wozu etwas gut
sein wird. Die Bestimmung des Neutralpunktes des Flügels eines Flugzeugs oder
Flugmodells kann als Anwendung von elementarer Geometrie einerseits und von Analysis
andererseits eine konkrete Antwort auf solch eine Frage sein.
Lohnt sich Schwarzfahren?
Verfasser: Dr. Michael Reck, Brandenburger Str. 30, 79761 Waldshut-Tiengen,
[email protected]
Mit einfachen mathematischen Mitteln wird der Frage nachgegangen, ob sich Schwarzfahren
lohnt. Hilfreich bei der Analyse dieser Entscheidungssituation ist ein spieltheoretisches
Modell. Als Lösung ergibt sich ein gemischtes NASH-Gleichgewicht, das weitere
interessante Schlüsse zulässt.
Über das Buch der Beweise
Verfasser: Günter M. Ziegler, Institut für Mathematik, MA 6-2, TU Berlin, 10623 Berlin,
[email protected], http://www.math.tu-berlin.de/~ziegler
Was ist Mathematik? - Versuch einer Antwort in vier Thesen
Schulpraxis
Die Helligkeit des Regenbogens
Verfasser: Prof. Dr. Roger Erb, Pädagogische Hochschule Schwäbisch Gmünd, Abteilung
Physik, Oberbettringer Str. 200, 73525 Schwäbisch Gmünd, [email protected]
Mit Hilfe einfacher Experimente und einer Modellbildung mit einer Geometrie-Software
werden wesentliche Inhalte zur Erarbeitung des Phänomens des Regenbogens vorgestellt.
Aus Ausgangspunkt dient hierbei eine sonst eher unbeachtete Eigenschaft des
Regenbogens, seine Helligkeit.
Wir hören nicht nur mit den Ohren
Verfasser: Dr. Hans-Otto Reuss, Bäckerstraße 14, 38640 Goslar, [email protected]
Die Bedeutung des zentralen Hörens
Eine der wichtigsten Funktionen der menschlichen Sinnesphysiologie, das Hören, wird im
Unterricht eher stiefmütterlich behandelt. Während auf die Funktionen des peripheren
Hörens in der Mittelstufe kurz eingegangen wird, fehlt die andere Hälfte, das sogenannte
"zentrale Hören" ganz. Hierbei handelt es sich um die Verarbeitung des Gehörten im Gehirn,
von dem der Mensch einige Funktionen bereits vor der Geburt entwickelt. Ein Grund mag
sein, dass das genaue Zusammenspiel aller beteiligten Hirnareale noch nicht genau bekannt
ist. Welche Stufen der Entwicklung durchlaufen werden müssen, bis der Mensch mühelos (d.
h. völlig automatisiert) gehörte Sprache auch unter Störungen verstehen kann, ist jedoch
durchaus bekannt. Der interessante Aspekte ist dabei, dass das nicht altersgerechte
Arbeiten bestimmter zentraler Hörfunktionen in späteren Jahren mit hoher
Wahrscheinlichkeit zu Lese- und Rechtschreibschwäche (Legasthenie) führt. Mit hoher
Wahrscheinlichkeit "verdanken" ca. 90 % aller legastenen Kinder ihre Schwäche ein oder
mehreren nicht altersgerecht arbeitenden Funktionen des zentralen Hörens. Das Tragische
dabei ist: Diesen Kindern könnte fast immer geholfen werden, viele Hilfsmaßnahmen sind
jedoch falsch.
Das Facettenauge
Verfasser: Dr. Giuseppe Colicchia, [email protected]; Dr. Martin Hopf,
[email protected]; Christine Waltner, [email protected]; Prof. Dr. Dr. Hartmut Wiesner, [email protected],
Anschrift: Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für Didaktik der Physik,
Schellingstr. 4, 80799 München
- Die Welt mit anderen Augen sehen Werden medizinische oder biologische Kontexte im Physikunterricht verwendet, kann damit
nachweislich das Interesse der Schülerinnen und Schüler erhöht werden. Inzwischen steht
für den Unterricht in der Mittelstufe eine größere Zahl von Vorschlägen aus diesem Kontext
zur freien Verfügung. Die optischen Aspekte des Sehens beim menschlichen Auge gehören
traditionsgemäß zum Optikunterricht, akkommodationsfähige Augenmodelle (Modelle mit
Gummilinse oder Fischaugenmodelle) können den Physikunterricht bereichern. In diesem
Beitrag wird ein einfaches Modell für ein Komplex- oder Facettenauge beschrieben, das
immerhin etwa 4/5 aller Tierarten (vorwiegend Gliederfüßler) besitzen.
Duftstoffe - eine anregende Lernumgebung
Verfasser: Prof. Dr. Ch. s. Reiners, [email protected]; Jürgen Bruns,
[email protected]; Anschrift: Universität zu Köln, Institut für Chemie und ihre
Didaktik, Herbert-Lewin-Str. 2, 50931 Köln
Herrn Prof. Dr. Franz-Peter Montforts zur Vollendung des 60. Lebensjahres gewidmet
Im vorliegenden Beitrag wird ein Schülerexperimentiertag zum Thema "Duftstoffe"
vorgestellt. Im Rahmen der Gestaltung von Schülerexperimentiertagen an der Universität zu
Köln wurde eine experimentelle Lernumgebung ausgearbeitet, in der verschiedenste
Aspekte des Themenbereichs Duftstoffe in ein Gesamtkonzept integriert wurden, das
beispielhaft Möglichkeiten zur Kompetenzförderung in verschiedenen Bereichen zeigt und
ausgewählte Merkmale der "Nature of Science" (NOS) berücksichtigt.
Selbstständiges Arbeiten
Verfasser: Nadine Öhding, [email protected]; Dr. Manfred Schenzer,
[email protected]; Dr. Fritz Schliessmann, [email protected];
Anschrift: Universität Flensburg, Institut für Physik und Chemie und ihre Didaktik, auf dem
Campus 1, 24937 Flensburg
Durch den Wandel hin zu einer Wissensgesellschaft, der sich in den letzten Jahrzehnten
vollzogen hat, wird im Rahmen der Entwicklung und Anwendung alternativer
Unterrichtsmethoden eine neue Herausforderung an die Schulen gestellt. Für die Schüler
wird es in zunehmendem Maße wichtig, sich in einer Flut von Informationen orientieren zu
können, um das für die Lösung konkreter Aufgaben relevante Wissen auszuwählen.
Hierdurch gewinnen Fähigkeiten des eigenständigen Steuerns des eigenen Lernprozesses
immer mehr an Bedeutung. Mit der Frage, inwieweit unterschiedlich formulierte
Aufgabenstellungen eine Wirkung auf das Arbeitsverhalten von Schülern im
Chemieunterricht ausüben, beschäftigt sich der folgende Bericht. Er stellt eine Kurzform der
Untersuchung dar, die im Rahmen einer Staatsexamensarbeit durchgeführt wurde.
99. MNU-Kongress - Protokoll der Mitgliederversammlung - Preise des Fördervereins
MNU 2008 - Kassenbericht 2007 - Wechsel in der Schriftleitung Mathematik - Zum 80.
Geburtstag von Gerhard Schäfer - Ausschreibung der MNU-Preise 2009
Jahr der Mathematik
Mathemagische Momente - Kolumne - 2. Auflage des Mathekoffers - (Aachener
Wissenschaftsherbst 2008 zum Thema Mathematik)
Besprechungen
Zeitschriften Physik
Bücher
61. Jahrgang, Heft 6, ISSN 0025-5866, 01. September 2008
Evaluation der Bildungsstandards in den Naturwissenschaften
Verfasser: Dr. Maik Walpuski, Universität Duisburg-Essen, Didaktik
der Chemie, Schützenbahn 70, 45127 Essen, [email protected]; Dipl.-Päd. Nele
Kampa; Dr. Alexander Kauertz; Dipl.-Biol. Nicole Wellnitz
In Folge der durch die Kultusministerkonferenz beschlossenen Nationalen
Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss wird derzeit für die
naturwissenschaftlichen Fächer (Biologie, Chemie und Physik) an der Überprüfung der
einzelnen Kompetenzbereiche gearbeitet. Zu diesem Zweck entwickeln die Fachdidaktiken
der drei Fächer im Auftrag des Institutes zur Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQB)
gemeinsam mit ausgewählten Lehrerinnen und Lehrern verschiedener Bundesländer auf
Grundlage eines Kompetenzmodells Testaufgaben, mit denen im Jahr 2012 mittels einer
repräsentativen Stichprobe ein Ländervergleich auf Basis der Nationalen Bildungsstandards
erfolgen soll.
Das Schulbuch im Mathematikunterricht
Verfasser: OStR Dr. Karl Reichmann, Pommernstr. 4, 79395 Neuenburg,
[email protected]
Im folgenden Beitrag werden eine größere Zahl mathematischer Schulbuchreihen von 1870
bis 2000 unter den Aspekten Umfang, Layout, Grafik und Übungsaufgaben verglichen. Es
kann eine Verschiebung der Gewichtung zwischen Geometrie, Algebra, Analysis und
Stochastik nachgewiesen werden. Exemplarisch wird bei einigen ausgewählten Werken
aufgezeigt, wie sich die Darstellung typischer Unterrichtsgegenstände im Laufe der Zeit
wandelt.
Schulpraxis
Sonnenaufgangszeit als Funktion der Jahreszeit
Verfasser: StD Alois Temmel, Zeppelinstr. 8, 72144 Dußlingen, [email protected]
Notiert man im Laufe eines Jahres die Zeit, zu der die Sonne aufgeht, so kommt man schnell
zu der Vermutung, dass es sich bei dieser Funktion um eine Sinusfunktion handelt.
Genauere Untersuchungen zeigen aber, dass diese Art der Modellierung nur bis zum ca. 50.
Breitengrad eine gute Näherung ist. Je weiter sich man dem Polarkreis nähert, desto stärker
weicht die »Sonnenaufgangskurve« von einer Sinuskurve ab. Nördlich des Polarkreises ist
diese Modellierung sogar gänzlich unbrauchbar. Die genauere Untersuchung dieses
Problems soll hier dargestellt werden.
Kampf auf dem Kuhfladen
Verfasser: Dr. Michael Reck, Brandenburger Str. 30, 79761 Waldshut-Tiengen,
[email protected]
Mithilfe eines spieltheoretischen Modells wird die Entscheidungssituation von gelben Dungfl
iegenmännchen auf einem frischen Kuhfl aden untersucht. Dabei ergibt sich als evolutionär
stabile Strategie (ESS) ein gemischtes Nash-Gleichgewicht. Ein Vergleich mit
entsprechenden Beobachtungsdaten zeigt, dass das Verhalten der Dungfl iegen auf dem
Fladen tatsächlich evolutionär optimiert ist.
Untersuchungen mit Röntgen- und Gammastrahlen in der Medizin
Verfasser: OStR Dr. Christian Fruböse, Am Trimmelter Hof 24, 54296 Trier
Ein Baustein für einen kontextorientierten Unterricht zum Thema
Radioaktivität
Gerade dem Thema Radioaktivität eröffnen sich durch die Einbettung in interessante
Kontexte besondere Chancen zur Erhöhung des Schülerinteresses. Ferner ermöglicht die
geringe Mathematisierung in einzigartiger Weise die Schulung der in den Bildungsstandards
explizit geforderten kommunikativen Kompetenzen. Vorliegender Baustein aus der
medizinischen Physik versucht diese Chancen methodisch umzusetzen. Gleichzeitig wird die
im Physikunterricht normalerweise künstlich eingeführte Trennung von Röntgenstrahlen und
γ-Strahlen aufgebrochen, und beide Inhalte werden vernetzt. Dies geschieht durch den
Vergleich der Entstehung eines Röntgenbildes mit der eines Knochenszintigramms. Auf das
Verfahren der γ-Szintigrafie wird dabei im Detail eingegangen.
Hyperion
Verfasser: Prof. Dr. Dieter Schumacher, Physikalische Grundpraktika, Heinrich-HeineUniversität Düsseldorf, [email protected], www.gpphy.uni-duesseldorf.de
Der Chaot unter den Monden
Dass die Wettervorhersage schon mal völlig daneben liegt, das sind wir gewohnt. Dagegen
ist der Sonnenaufgang stets präzise vorhersagbar. Die Erdrotation ist eine in hohem Maße
reguläre Bewegung. Will man hier Schwankungen messen, sollte man schon eine Atomuhr
zum Vergleich heranziehen. Ganz anders sieht das für den Saturnmond Hyperion aus. Eine
Langzeitvorhersage des Sonnenstandes ist dort nicht möglich. Hyperion taumelt
deterministisch-chaotisch auf seiner Bahn um den Saturn.
Missdeuteter Versuch
Verfasser: OStR Dr. Tasso Markl, Marktplatz 2, 85110 Kipfenberg, [email protected]
In Schulbüchern dargestellt und im Unterricht vorgeführt wird häufig ein Versuch, bei dem
mit einer Leiterschaukel im Feld eines Hufeisenmagneten die Lorentzkraft gezeigt wird. In
einer »Intensivierungsstunde « stellte ich fest, dass ein erheblicher Teil einer Klasse durch
diesen Versuch eine falsche Vorstellung eben dieser Kraft entwickelte.
Mikrochemische Experimente mit Kleiderstoffen
Verfasser: Peter Schwarz, Alexander-von-Humboldt-Schule, 36341 Lauterbach,
[email protected],
»MULTIFIBER 6« (MF6) ist ein 5 x 5 cm großes Testgewebe, das aus sechs nebeneinander
angeordneten, in die Kettfäden gewobenen Stoffstreifen verschiedener Textilfasern besteht.
In dem Beitrag werden fünf Schülerversuche mit MULTIFIBER 6 beschrieben, die sich
sowohl für den Anfangsunterricht als auch für Heimexperimente eignen: In Versuch 1 wird
die Benetzbarkeit der sechs Kleiderstoffe geprüft. Im zweiten Versuch färben die Lernenden
ein markiertes MF6-Stoffstück mit einem Walnuss-Extrakt. In Versuch 3 wird das Trocknen
des MF6-Testgewebes bei Zimmertemperatur und in einer Tiefkühltruhe gravimetrisch
verfolgt. In Experiment 4 vergleichen die Schüler das Verhalten der sechs Gewebe von
MULTIFIBER 6 bei hohen Bügel-Temperaturen. In einem abschließenden LangzeitExperiment wird ein MF6-Stoffstück zwei Monate lang in einem Blumentopf mit feuchter
Erde aufbewahrt und der Verrottungsgrad der verschiedenen Textilfasern begutachtet.
Herstellung von Fossilienreplikaten
Verfasser: Elena Hamdorf, FK3 – Biologie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund; Prof. Dr.
Dittmar Graf
Es werden zwei Varianten eines Verfahrens zur Erstellung von Fossilienreplikaten
vorgestellt. Darüber hinaus wird eine Anleitung zur Anfertigung von Fossilienabdrücken mit
Salzteig gegeben. Der Beitrag ergänzt eine Veröffentlichung von Lammert und Graf zum
gleichen Thema. Abschließend werden verschiedene Verfahren vergleichend beurteilt.
Gesundheitserziehung - Gesundheitsförderung in schulischen Handlungsfeldern
Verfasser: Dieter Graw, [email protected]
Beitrag zur Schulprofilentwicklung
Der folgende Beitrag enthält Fallbeispiele, die Gesundheitserziehung und
Gesundheitsförderung aus der Sicht verschiedener Unterrichtsfächer im Gesamtkonzept der
Schulprofi lentwicklung weiter zu entwickeln, diese fächerverbindend zu vernetzen und alle
an Bildung beteiligten Kräfte einzubinden. Dazu eröffnet das Netzwerk OPUS-Schule
Möglichkeiten, Gesundheitserziehung und Gesundheitsförderung effektiver zu gestalten und
sie zu einem immanenten »Allgemeinen Unterrichtsprinzip« in schulischen Handlungsfeldern
auszuweiten.
PISA 2006 in Schweden
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Technische Universität Dortmund, Fakulät
Chemie, Otto-Hahn-Str. 6, D-44221 Dortmund, [email protected]
Im PISA Test haben die Schweden in der Gesamtwertung nur einen mittleren Rangplatz
erreicht. In einer Pressemitteilung stellt die schwedische Schulbehörde drei Teilergebnisse
der PISA-Studie besonders heraus: 1. Die sehr guten Ergebnisse der 15-jährigen Schweden
im Lesetest. 2. Das mäßige Abschneiden der Schülerinnen und Schüler im Mathematik-Test.
3. Die relativ geringen Unterschiede in den Testleistungen verschiedener Schulen. Der
folgende Bericht stützt sich auf Dokumente der Schulbehörde, die die PISA-Untersuchung in
Schweden ausführlicher darstellen.
Jahr der Mathematik
Kolumne - "Mathematik trifft Technik"
Besprechungen
Zeitschriften Mathematik
Bücher
61. Jahrgang, Heft 5, ISSN 0025-5866, 15. Juli 2008
Download-Service: Heft 2008-5 Enzymmodelle Literatur-Linkliste.pdf
MNU-Standpunkt
Diagnostizieren und fördern - auch das noch?
Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle, Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie,
Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]
Hirnforschung und Willensfreiheit
Verfasser: Dr. Wilhelm Quitzow, [email protected]
Der Artikel soll einen Überblick liefern über die in den vergangenen Jahren abgelaufenen
und bisher nicht beendete Diskussion unter Hirnforschern und Vertretern anderer Disziplinen
zur Frage der Willensfreiheit des Menschen. Dabei geht es vor allem um die von den beiden
Neurobiologen G. Roth und P. Singer vertretene These, der Wille des Menschen sei nicht
frei, und die daraus zu ziehenden Konsequenzen bezüglich der Bedeutung von individueller
Verantwortung in sozialer und rechtlicher Hinsicht. Die gesamte Debatte wird zu Beginn in
den Kontext historischer Entwicklungen seit dem 17. Jahrhundert gestellt.
Qualität der Lehrerausbildung und des Biologieunterrichts
Verfasser: Dr. Birgit Neuhaus, Didaktik der Biologie, Winzerstr. 45/II, 80797 München,
[email protected]; Prof. Dr. Helmut Vogt
Die Sicht von Biologielehrkräften
Was fasziniert Biologielehrer an ihrem Beruf? Was ist ihrer Ansicht nach das Wichtigste einer
guten Ausbildung? Was sind die wesentlichsten Ziele eines guten Biologieunterrichts? Zu
diesen Fragestellungen wurden Biologielehrkräfte aus 54 zufällig ausgewählten Gymnasien
der gesamten Bundesrepublik befragt, indem sie vorgegebene Antwortalternativen nach
ihrer Wertigkeit sortieren sollten. Die Ergebnisse zeigen, dass das Fach Biologie und der
Umgang mit jungen Menschen für Biologielehrer die größte Berufsfaszination ausüben. In
der Ausbildung wird der Fachwissenschaft die größte Bedeutung beigemessen, während als
zweite Priorität am häufigsten die Didaktik genannt wird. Als Unterrichtsziel hat die
Vermittlung vernetzter Wissensstrukturen bei der Wahl aus fünf vorgegebenen
Antwortalternativen die oberste Priorität. Nach ihren Reformwünschen befragt, plädieren
Biologielehrkräfte vor allem für kleinere Schulklassen, weniger Unterrichtsstunden pro
Lehrkraft, eine bessere materielle Ausstattung der Schule und eine geringere
Arbeitsbelastung, während sie mit ihren Schülern im Allgemeinen zufrieden sind.
Astronomische Monumentaluhren
Verfasser: Stud.-Dir. a. D. Dr. Ernst-Reinhold Mewes, Rehwinkel 5, 24837 Schleswig,
[email protected]
Zeitanzeige neu berechnet
Die mechanisch angetriebenen astronomischen Monumentaluhren in der St.-Nikolai-Kirche
zu Stralsund aus dem Jahr 1394 und dem Doberaner Münster von 1390 zeigten zusätzlich
zu der uns gewohnten 24-Stundenteilung des Tages den Auf- und Untergang der Sonne an,
in Doberan zusätzlich besondere Dämmerungsübergänge. Wie eine solch komplexe
Zeitanzeige möglich war, wird am Beispiel der beiden Uhren gezeigt. Dabei wird die Lineatur
der Stralsunder Uhr mit heutigem mathematischem Werkzeug berechnet, gezeichnet und mit
dem Original verglichen. Das hohe Maß an Übereinstimmung offenbart die wissenschaftliche
und technische Leistung, die die Uhrenbauer vor mehr als 600 Jahren erbracht haben.
Gleichzeitig wirft der Beitrag ein Licht auf das Zeitverständnis, das dem Bau dieser Uhren zu
Grunde lag.
Schulpraxis
Was haben Tetraeder und Oktaeder miteinander zu tun?
Verfasser: OStD i. R. Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen,
[email protected]
Dass die Lücke zwischen drei nebeneinander stehenden Tetraedern durch ein Oktaeder
gefüllt werden kann und umgekehrt zwischen zwei Oktaedern genau ein Tetraeder passt,
kann man sich kaum vorstellen - es sei denn, man hat es konkret einmal "getan". Ein
überraschendes Nebenergebnis dieser "Mathematik zum Anfassen": Man kann Aussagen
über die Volumina der beiden Körper machen, ohne die konkreten Volumenformeln zu
kennen.
Die astronomische Einheit
Verfasser: Dr. Christian Fahse, Kätze-Kollwitz-Gymnasium, Villenstr. 1, 67433
Neustadt/Weinstraße, [email protected]; Dipl. Math. Johannes Rau
Dargestellt ist im Folgenden die Endfassung einer Rechnung, die in weiten Teilen zusammen
mit Oberstufenschülern entwickelt wurde und sich erst allmählich nach vielen Seiten- bzw.
Irrwegen ergeben hat. Ansätze zu einer Ermittlung der astronomischen Einheit mit Hilfe des
Venustransits finden sich in ([1,2]), eine umfangreiche exakte analytische Rechnung findet
sich in [3]. Die hier vorgeschlagene Methode beruht im Gegensatz dazu auf wenig
aufwändigen Zeitmessungen, kommt mit Mittelstufenmathematik aus, ist im Klassensaal mit
dreidimensionalen Modellen zu veranschaulichen und führt dennoch zu vertretbaren
Ergebnissen in der richtigen Größenordnung. Die Darstellung des unterrichtsmethodischen
Verlaufs des Projektes und der Messung ist für eine Folgeveröffentlichung geplant.
Lernflyer im Mathematikunterricht
Verfasser: OStR Gernot Becker, StR Markus Hof, StR Martin Zimmermann, StR Lutz Häbel,
StR' Sabine Weiss, Kontaktadresse: Mons-Tabor-Gymnasium, Humboldtstr. 17, 56410
Montabaur.
Das Erstellen von Lernflyern als ein Instrument zur Stärkung der Nachhaltigkeit der Inhalte
des Mathematikunterrichts wird an dem Beispiel einer Klasse 5 exemplarisch vorgestellt. Die
Erstellungsphase der Flyer fordert und fördert Kommunikation und Reflexion über
mathematische Inhalte.
Pyramidenvolumen - rekursiv bestimmt
Verfasser: Gerd Riehl, Obere Mark 6, 30890 Barsinghausen, [email protected]
Mit dem archimedischen Exhaustionsverfahren wird die Formel für das Pyramidenvolumen
ohne Rückgriff auf das Prinzip von Cavalieri hergeleitet. Der infinitesimale Anteil im Beweis
beschränkt sich darauf, den Wert einer unendlichen geometrischen Reihe zu bestimmen.
Kreisbewegung einmal anders
Verfasser: Prof. Dr. Bärbel Fromme, [email protected]; Dr. Michaela Schulz,
[email protected]
Computerunterstützte Messungen an der Looping-Bahn
Die Attraktivität des doch eher "trockenen" Mechanikunterrichts der Sekundarstufe II lässt
sich erheblich steigern, wenn interessante Experimente mit hohem Alltagsbezug unter
Anwendung moderner Messmethoden durchgeführt werden. Im Folgenden wird ein solches
Experiment, die computerunterstützte Messung der beim Durchfahren einer SpielzeugLooping-Bahn auftretenden Kräfte und Geschwindigkeiten, beschrieben. Die Messungen
können mit den von Lehrmittelfirmen angebotenen PC-Messsystemen, Kraftsensor und
Lichtschranken durchgeführt werden. Hervorragend geeignet sind aber insbesondere die an
vielen Schulen eingeführten grafikfähigen Taschenrechner mit zugehörigem Interface und
Sensoren, da hiermit Schülerinnen und Schüler eingeständig messen können.
Die Maxwell-Gleichungen
Verfasser: StD Carl-Julian Pardall, [email protected]; StR Dr. Christopher Popp,
[email protected]
- mit den Händen zu greifen
Im traditionellen Lerngang zum Elektromagnetismus haben Handregeln als Lern- und
Merkhilfe ihren festen Platz. Die Verbindung zu ihren Wurzeln - den Maxwell-Gleichungen
und der Lorentz-Kraft - wird im Unterricht häufig vernachlässigt. Macht man sich diese
wieder bewusst und wendet die Handregeln konsequent an, so stellen sie ein mächtiges
heuristisches Werkzeug dar, das den Schülerinnen und Schülern die Schönheit und
Aussagekraft der Elektrodynamik begreifbar macht, von der einfachen magnetischen
Stromwirkung bis zur Ausbreitung elektromagnetischer Wellen.
Interaktive Enzym-Modelle
Verfasser: Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Institut für Didaktik der Chemie, Universität
Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 7, 60438 Frankfurt am Main, [email protected]; Dr. Christoph Neu, [email protected]; Dipl.-Chem. Dr. Axel Schunk,
[email protected]
Dreidimensional mit dem Computer visualisierte Molekülmodelle können Schülern in
vielfacher Weise den Aufbau kleiner und großer Moleküle näher bringen, auch wenn auf den
Einsatz von Molekülbaukästen nicht vollständig verzichtet werden sollte. Zum Thema
"Aminosäuren" und "Proteine" ist an der Universität Frankfurt/Main eine Sammlung von 3DModellen frei zugänglich: http://bcc.uni-frankfurt.de/mm-chemie-sites/aminosaeuren/. Über
die Einsatzmöglichkeiten im Unterricht wird hier berichtet.
Heft 2008-5 Enzymmodelle Literatur-Linkliste.pdf:
CHRISTOPH NEU – AXEL SCHUNK – HANS JOACHIM BADER
Interaktive Enzym-Modelle
Literatur: Links in das WWW
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt: www.megadigitale.uni-frankfurt.de
(12.5.2008).
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg: Vernetztes Studium – Chemie
(www.vs-c.de)
Teilprojekt Chemie für Mediziner:
www2.chemie.uni-erlangen.de/projects/vsc/chemiemediziner-neu/ (12.5.2008).
k-MED (Knowledge in Medical Education):
www.k-med.org (12.5.2008).
RCSB PDB: Protein Data Bank: www.pdb.org (12.5.2008).
MDL: Kostenloses Plugin »CHIME«: www.mdl.com/chime/ (12.5.2008).
Java viewer for chemical structures in 3D »JMOL«: www.jmol.org (12.5.2008).
A.SCHUNK: Chemie – multimedial: Strukturmodelle.– Frankfurt am Main: Johann Wolfgang
Goethe Universität 2007/08: bcc.uni-frankfurt.de/mm-chemie-sites/ (12.5.2008).
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg: Umfragen im 1. Semester
Humanmedizin –Vorlesung »Chemie für Mediziner 2001-2004«:
www.chemie.unierlangen.de/mediziner/vorlesung/umfragen.html (12.5.2008).
J.SADOWSKI - J. GASTEIGER - G. KLEBE: Comparison of Automatic Three-Dimensional Model
Builders Using 639 X-Ray Structures. - J. Chem. Inf. Comput. Sci. 34 (1994), 1000-1008. –
www.molecular-networks.com/online_demos/corina_demo.html (12.5.2008).
Einfache Bodenuntersuchunen im Biologieunterricht
Verfasser: Norbert Bertelsbeck, Curtmannstraße 30, 35394 Gießen, [email protected]
Es werden einige wenig aufwändige, aber aussagekräftige Methoden zur Bodenanalyse im
Biologieunterricht vorgestellt. An Beispielen wird erörtert, welche Erkenntnisse zur Ökologie
aus den Untersuchungsergebnissen gewonnen werden können.
Skolverket-Tests und ihre Bedeutung für das schwedische Gymnasium
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Technische Universität Dortmund, Fakultät
Chemie, Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]
Die Diskussionen der Ergebnisse von TIMSS und PISA haben in Deutschland das Interesse
geweckt, den Lernerfolg größerer Kollektive von Lernenden in den Naturwissenschaften und
der Mathematik überregional oder sogar bundesweit durch Tests zu messen. Gibt es
Erfahrungen im Ausland mit solchen Tests? In Schweden hat die nationella prov eine lange
Tradition. Es handelt sich um Tests, die für das Gymnasium (und den 9. Jahrgang der
Basisschule) in bestimmten Fächern/Kursen verpflichtend sind. Für weitere Fächer stehen
den Schulen Aufgabensammlungen zur Verfügung. Die nationella prov ist an schwedischen
Schulen weitgehend anerkannt. Sie wird nach allen Regeln der Kunst entwickelt. Dennoch
hat sie keine absolute Autorität.
Jahr der Mathematik
Kolumne - Computereinsatz im Mathematikunterricht - Wettbewerb "MATHE
ERLEBEN!"
Besprechungen
Zeitschriften Biologie
Mathekoffer
Bücher
61. Jahrgang, Heft 4, ISSN 0025-5866, 01. Juni 2008
Hausaufgaben
Verfasser: Prof. Dr. Elke Sumfleth, Universität Duisburg-Essen, Dr. Nina Nicolai,
Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. Elke Sumfleth, Universität Duisburg-Essen, Fachbereich
Chemie, Didaktik der Chemie, Schützenbahn 70, 45127 Essen, [email protected]
Hausaufgaben spielen in der Diskussion über eine Verbesserung des
naturwissenschaftlichen Unterrichts eine untergeordnete Rolle. Im Folgenden wird der Stand
der Forschung zu Hausaufgaben im Allgemeinen und mit einem speziellen Blick auf die
Naturwissenschaften zusammengefasst, um in einem folgenden Beitrag, der in Kürze in
dieser Zeitschrift erscheinen wird, Möglichkeiten und erste Erfahrungen im Chemieunterricht
zu beschreiben.
"Ökosystem" und "Lebensgemeinschaft"
Verfasser: Dr. Patrícia Jelemenská, Heckova 10, 90001 Modra, Slowakei
Welches Bild haben die Lernenden?
Überzeugungen der Lernenden zur "Natur" naturwissenschaftlichen Wissens und
naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen haben einen bedeutenden Einfluss auf ihr Lernen. Für
den Unterricht sind daher Überlegungen zu den Fragen interessant wie: "Welche Ursachen
haben die Unterschiede in den Lernstrategien der Schüler?", und "Wie gelangt man zu
einem Verständnis naturwissenschaftlicher Aussagen als gedanklicher Konstruktionen?".
Eine empirische Studie zeigt, dass die Lernenden, die in ihrer Orientierung eher
konstruktivistisch sind, häufiger eine sinnvolle Lernstrategie entwickelten als solche, die eher
positivistisch ausgerichtet sind. Das Verständnis von der Natur der Naturwissenschaft
(Nature of Science) ist seit längerem ein Thema in der Fachdidaktik der
Naturwissenschaften. In diesem Beitrag wird der Zusammenhang zwischen
Erkenntnisgewinnung und dem Verständnis der Fachinhalte untersucht, um die
Konsequenzen für das Lernen ableiten zu können. Ökologie wird als Beispiel dienen. In
einer Untersuchung wurden dazu einige Lernvoraussetzungen erfasst, und zwar mit der
Methode des Concept-Net, das eigens zu diesem Zweck entwickelt wurde. Das Verfahren
wird hier vorgestellt, da es in abgewandelter Form auch für den Unterricht brauchbar
erscheint. Die Schüler zeigen überwiegend ein ontologisch reales Verständnis von Begriffen,
jedoch treten bei der Ausprägung der Begriffe unterschiedliche Argumentationslinien in den
Vordergrund. Das Concept-Net-Verfahren hilft, die Unterschiede in den Denkweisen der
Schüler zu visualisieren. Mit ihm soll die Ausprägung der Begriffe von den Schülern selbst
verstanden und reflektiert werden.
Schulpraxis
Aufgaben für den Mathematikunterricht
Verfasser: Dr. Andreas Gundlach, Alter Kirchweg 8, 31234 Edemissen,
[email protected]
Auswahl und Entwicklung
Ein provokatives Beispiel wird zum Anlass genommen zu fragen, welche Probleme sich
heute den Lehrenden bei der Auswahl und Entwicklung von Aufgaben stellen. Vor dem
Hintergrund der Forderung nach einer neuen Aufgabenkultur werden ausgewählte
Entwicklungen in der Didaktik und in der Pädagogischen Psychologie aufgezeigt, die bei der
Planung des Unterrichts und auch bei der Auswahl und Entwicklung von Aufgaben helfen
können.
Interaktives geometrisches Konstruieren im virtuellen Raum
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, Fakultät III, Mathematik/Informatik, PH
Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten, [email protected], Homepage:
http://www.mathe-schumann.de
Anwendungen, Beispiele und fachdidaktische Bewertung (Teil 2)
Im ersten Teil des Beitrages wurde geklärt, was raumgeometrische Konstruktionen sind und
wie Postulat- und Grundkonstruktionen im Raum mit dem Werkzeug Cabri 3D ausgeführt
werden.
Der zweite Teil des Beitrages zeigt erste komplexere Beispiele für die unterrichtliche
Umsetzung und bietet zusätzlich eine fachdidaktische Bewertung des interaktiven
raumgeometrischen Konstruierens.
Ein Nebelwindkanal im Selbstbau
Verfasser: Prof. Dr. Burkhard Priemer, Thomas Schmidt, Anschrift: Ruhr-Universität Bochum,
Fakultät für Physik und Astronomie, Didaktik der Physik, Universitätsstr. 150, 44801
Bochum, [email protected]
Einfache Erzeugung von Stromlinien und Messung von Strömungsgeschwindigkeiten um
verschiedene Objekte
Experimentieren der Aerodynamik haftet die Schwierigkeit an, dass das strömende Medium die Luft - in der Regel nicht sichtbar ist. Der Beitrag stellt eine Versuchsanordnung vor, die
dem Problem begegnet, indem mithilfe einer Nebelmaschine in einem Windkanal die
Luftbewegung umströmter Körper direkt beobachtet werden kann. Die Anlage ist im
Selbstbau herstellbar, lässt sich einfach und gefahrlos handhaben und ist somit für den
Schul- bzw. Universitätsgebrauch sehr gut geeignet.
Nachrichtenspots erstellen über Chemie
Verfasser: Ralf Marks, [email protected]; Prof. Dr. Ingo Eilks, Institut für Didaktik der
Naturwissenschaften der Universität Bremen, [email protected]
Ein Weg Kommunikations- und Bewertungskompetenz zu schulen?
Der Beitrag beschreibt die Journalistenmethode, bei der Schüler kurze Nachrichtenspots
über Chemie aus einer Sammlung vorgegebener Informationen erstellen. Diese Methode
kann dienen, einen Diskurs über die Berichterstattung über Chemie im Alltag zu beginnen,
um wichtige Elemente von Kommunikations- und Bewertungskompetenz zu schulen.
Diskutiert wird die Methode im Zusammenhang eines Unterrichts über die Problematik von
Moschusduftstoffen in Duschgels nach dem Ansatz des gesellschaftskritischproblemorientierten Chemieunterrichts.
Fällungstitrationen und Gefahrstoffverordnung
Verfasser: Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Proske, Tel. 034924 20648, Bahnhofstr. 18, 06895
Zahna
Häufig werden Fällungstitrationen im Chemieunterricht durchgeführt, wenn
Ionengleichgewichte in Zusammenhang mit dem Löslichkeitsprodukt besprochen oder Ionen
wie Chlorid oder Sulfat im Wasser quantitativ bestimmt werden. Dabei wird oft noch die
Chlorid-Bestimmung nach Mohr durchgeführt. Diese Methode hat den Nachteil, dass das
stark cancerogene Kaliumchromat Anwendung findet. In dem Beitrag werden neben
Alternativen zu dieser Chlorid-Bestimmungsmethode auch schulgeeignete Methoden zur
quantitativen Bestimmung des Sulfats beschrieben, bei denen keine als derzeit cancerogen
eingestufte Stoffe erforderlich sind.
Alkohol und Alkoholmissbrauch in der Jugend aus biologischer Sicht
Verfasser: Dr. Ulrich Gross, Hausbergstr. 25, 61231 Bad Nauheim, [email protected]
Alkohol ist trotz seiner gesellschaftlichen Akzeptanz eine Droge mit sämtlichen
Folgeerscheinungen, wie Rausch, Abhängigkeit sowie einer Dosissteigerung aufgrund einer
sich entwickelnden Toleranz gegenüber dem Suchtmittel. Daraus resultieren vehemente
gesundheitliche und soziale Probleme. Bei der Manifestation der körperlichen
Alkoholabhängigkeit spielen genetische und neurophysiologische Mechanismen unseres
Zentralnervensystems eine entscheidende Rolle. Verschiedene Untersuchungen an
Tiermodellen sowie am Menschen zeigen, dass übermäßiger Alkoholkonsum
(Alkoholabusus) insbesondere bei heranwachsenden Individuen spezifische und gravierende
Schäden hinterlässt.
Der Gedanke im Kontext
Verfasser: Dr. Florian Theilmann, [email protected]
Zur Charakteristik einer erscheinungsorientierten Physik
Phänomenologische, "erscheinungsorientierte" Physik spielt in Forschung und akademischer
Lehre eine marginale Rolle und trifft auch innerhalb der Physikdidaktik nur auf beschränktes
Interesse, denn es scheint klar, dass sich auf solchen Wegen keine relevanten Inhalte oder
Methoden erarbeiten lassen. Der vorliegende Text möchte hier neue Perspektiven aufzeigen:
Erscheinungsorientiertes Arbeiten kann ein Weg sein, Physik interessant und inhaltlich reich
zu lehren ohne sich auf spezielle Themen oder rein qualitative Aussagen zu beschränken.
Anhand eines Beispiels werden dieser Standpunkt und sein didaktisches Potential
dargestellt.
MNU gratuliert
Mobiles Labor für Halbleitertechnik
Verfasser: Prof. Dr. Dipl.-Ing. Thilo Harth, Institut für Berufliche Lehrerbildung der
Fachhochschule Münster, Leonardo Campus 7, 48149 Münster, [email protected];
Hans-Christoph Mertins
Das Projekt "Mobiles Labor für Halbleitertechnik" stellt sich vor
Jahr der Mathematik
Kurzmeldungen - Kolumne - Matheaufgaben - Deutsches Museum
Besprechungen
Bücher
61. Jahrgang, Heft 3, ISSN 0025-5866, 15. April 2008
Download-Service: Heft 2008-3-Bio-Basiskonzepte.pdf
MNU-Standpunkt
Diskussion um G8
Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]
Überlegungen zur Physikausbildung für das Lehramt
Verfasser: Prof. Dr. Dr. h. c. Siegfried Grossmann, Cölber Weg 18, 35094 Lahntal,
[email protected]
Der Verfasser war Mitglied einer Arbeitsgruppe der Deutschen Physikalischen Gesellschaft
(DPG) zur Erarbeitung einer Studie für die Reform der Lehramtsausbildung in Physik an den
Universitäten. Präsident Professor Knut Urban und er haben diese DPG-Studie "Thesen für
ein modernes Lehramtsstudium im Fach Physik" im März 2006 der Öffentlichkeit vorgestellt;
sie ist auf der homepage der DPG zu finden. Erste Gedanken in dieser Richtung sind 2002
vom Verfasser als Meinungsseite und Leitartikel unter dem Titel "Nichtbetroffene Betroffene:
Die Hochschullehrer sind für den bemängelten Physik-Unterricht mitverantwortlich" zur
Diskussion gestellt worden. In 2005 erschienen dann "Thesen zum Lehramtsstudium Physik:
Plädoyer für eine eigenständige Lehrerausbildung".
Walther Lietzmann
Verfasser: Arno Spangenberg, Im Beeke 15, 37075 Göttingen, [email protected]
Walther Lietzmann hat in vielen Veröffentlichungen und Vorträgen die Bedeutung der
Mathematik als wichtiges Kulturgut herausgestellt und zur Beschäftigung mit der Mathematik
angeregt. Als führender Didaktiker in der Zeit zwischen den beiden Weltkriegen hat er die
Reform des Mathematikunterrichts an den Schulen im Sinne Felix Kleins entscheidend
gefördert. Auf viele aktuelle Fragen zu Bildungsstandards findet man bei ihm schon klare
Aussagen. Er war von 1924-1930 Vorsitzender des Deutschen Vereins zur Förderung des
mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts und war bei seiner Neugründung
nach 1945 aktiv beteiligt. Der Beitrag ist aus einem vortrag entstanden, der an der Göttinger
Universität in einer Reihe über Göttinger Mathematiker gehalten wurde.
Schulpraxis
Interaktives geometrisches Konstruieren im virtuellen Raum
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, Fakultät III, Mathematik/Informatik, PH
Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten, [email protected]
Grundlagen (Teil 1)
Geometrische Konstruktionen sind sowohl Gegenstand - gemäß der Leitidee "Raum und
Form" - als auch Voraussetzung für Problemlösen als allgemeine Kompetenz im GeometrieUnterricht. Die Verwendung von Dynamischen Geometriesystemen (DGS) hat die Methode
des Konstruierens in der synthetischen Geometrie der Ebene verstärkt. Aber die
entsprechenden räumlichen Konstruktionen waren bisher nur in der Vorstellung ausführbar;
sie mussten mit den Methoden der Darstellenden Geometrie auf praktikable Konstruktionen
der Ebene reduziert werden. Primärerfahrungen des geometrischen Konstruierens bleiben
auf die Nutzung der analogen ebenen Werkzeuge beschränkt. Im virtuellen Raum lässt sich
nunmehr mit dem Werkzeug Cabri 3D, das vor allem für die Schulgeometrie entworfen
wurde, raumgeometrisch konstruieren; diese Art des Konstruierens ist im Wesentlichen nur
durch Sekundärerfahrung zugänglich. Mit desem Werkzeug eröffnet sich ein neuartiger
Zugang zur synthetischen Raumgeometrie. Deshalb werden in diesem Beitrag Elemente
einer Didaktik des interaktiven geometrischen Konstruierens im virutellen Raum entwickelt.
Wann darf man Exponenten vertauschen?
Verfasser: OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien
Es wird bei drei Bruchtermen untersucht, unter welchen Voraussetzungen die Exponenten
vertauscht werden dürfen.
Der hydrostatische Händedruck
Verfasser: Dr. Klaus Kohl, Ecole d'Humanité, CH-6085 Hasliberg Goldern, [email protected]
Ein echtes Heim-Experiment
Projektmodule zum Thema "Arzneimittel"
Verfasser: StR'in Dr. Jolanda Hermanns, Städtisches Gymnasium Gevelsberg, Ochsenkamp
100, 58285 Gevelsberg, [email protected]
Es wird ein Projekt zum Thema "Arzneimittel" unter Verwendung von Projektmodulen
vorgestellt. Die Schüler sollen das von ihnen ausgewählte Thema möglichst selbstständig
erarbeiten. Ihr Modul soll eine Hilfe und Orientierung darstellen. Das jeweilige Thema wird
durch eine Kontextualisierung kurz vorgestellt. Vorschläge für Experimente (sowohl
präparativ als auch analytisch) sind ebenfalls enthalten. Dem Projekt vorgeschaltet ist eine
Stationenarbeit zu "Grundlagen in den Bereichen Experimente und Analytik", um den
Schülern die nötige Sicherheit im Experimentieren zu ermöglichen. Im Artikel wird die
Durchführung des Projekts an einem außerschulischen Lernort (Universität Dortmund)
vorgestellt. Möglichkeiten der Durchführung in der Schule werden jedoch auch aufgezeigt.
"Der Lehrer, der WC-Reiniger trinkt"
Verfasser: StR Dirk Weber, [email protected]
Ein im Grunde genommen ganz und gar nicht heroischer Selbstversuch zur Homöopathie im
Unterricht
Zunächst werden persönliche Erlebnisse mit okkultistischem Denken im Lehrerkollegenkreis
geschildert. Anschließend wird ein Schulversuch vorgestellt, in dem das Prinzip der
homöopathischen Verdünnung kritisch aufgearbeitet wird. Abschließend werden Erfahrungen
im Zusammenhang mit dem Versuch dargelegt und weiterführende unterrichtliche
Perspektiven aufgezeigt.
Die Basiskonzepte im Biologieunterricht
Verfasser: Birgit Töpperwien, [email protected]
Anregungen zur Einführung am Gymnasium
Dieser Artikel gibt Einblick und Anregungen zur Einführung sowie Erweiterung von
Basiskonzepten am Gymnasium. Es wird ein Weg aufgezeigt, der es ermöglicht, dass alle
Schüler nach dem Abschluss der 10. Klasse die Basiskonzepte kennen gelernt und so
vertieft haben, dass jedem Schüler bewusst wird, über welche wichtigen Instrumentarien er
inzwischen verfügt und er dieses "Handwerkszeug" auch in neuen Zusammenhängen sicher
anwenden kann. Dazu haben alle Schüler das wichtige "Handwerkszeug" in einer separaten
Mappe immer "zur Hand", so dass sie jederzeit im Unterricht auf diese Grundlagen
zurückgreifen und diese nach und nach systematisch erweitern können.
Lehrerfortbildung heute - Sind Lehrkräfte fortbildungsresistent?
Verfasser: Dr. Martin Lindner, IPN, Olshausenstr. 75, 24098 Kiel, [email protected]
Bisher standen in vielen Fortbildungen für Lehrkräfte die fachlichen und methodischen
Aspekte im Vordergrund. Man traf sich zu einem interessanten Thema oder zu
Fachtagungen, hörte neue wissenschaftliche Erkenntnisse oder bekam interessante
Unterrichtsmaterialien und verließ dann den häufig angenehmen, bereichernden Ort des
Lernens, um wieder in die Schule zurückzukehren. Mit zunehmender Finanzknappheit
wurden jedoch mehrtägige Tagungen immer kürzer und mit zunehmendem Wunsch der
Administration nach vollständiger Unterrichtsabdeckung bei gleichzeitig veranlasster
Verkleinerung der Personaldecke wurden Tagungen auf Nachmittags- und
Wochenendveranstaltungen reduziert. Aus Chemie im Kontext (CHiK) und der schleswigholsteinischen Arbeit im Sinus- bzw. Sinus-Transfer-Programm liegen langjährige
Erfahrungen mit der professionellen Weiterentwicklung von Lehrkräften im mathematischnaturwissenschaftlichen Bereich vor. Sie wurden für diesen Artikel ausgewertet. Die aus
ihnen folgenden Umsetzungsmöglichkeiten werden skizziert.
Die Relation zwischen dem arithmetischen und dem geometrischen Mittelwert als
Extremwertproblem
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Dräger, Grindelallee 117, 20146 Hamburg, [email protected]
Mittelwerte und der Umgang mit ihnen gehören in vielen Wissensgebieten zu den
Grundlagen, mit denen Sachverhalte erfasst und bewertet werden. Hier wird gezeigt, wie die
Extremwertbestimmung in ihrer Standardform genutzt werden kann, um grundlegende
Verknüpfungen von verschiedenen Mittelwerten in knapper Form zu beweisen.
MNU-Kongress 2009 in Regensburg - Wechsel in der Schriftleitung Physik
Jahr der Mathematik
Besprechungen
Bücher
61. Jahrgang, Heft 2, ISSN 0025-5866, 01. März 2008
Ergebnisse des internationalen PISA Naturwissenschaftstest 2006
Verfasser: Prof. Dr. Marcus Hammann, Didaktik der Biologie, Westfälische WilhelmsUniversität, Fliednerstr. 21, 48149 Münster, [email protected]; Prof. Dr.
Manfred Prenzel, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN),
Olshausenstr. 62, 24018 Kiel, [email protected]
PISA, das von der OECD durchgeführte Programme for International Student Assessment,
untersucht, wie gut 15-jährige Schülerinnen und Schüler auf die Anforderungen der
Wissensgesellschaft vorbereitet sind. Die Erfahrung naturwissenschaftlicher Kompetenz
steht im Mittelpunkt der dritten internationalen Vergleichsstudie. Ein erweiterter Testumfang
ermöglicht differenziertere Aussagen über die naturwissenschaftliche Kompetenz deutscher
Schülerinnen und Schüler im internationalen Vergleich und über die Zeit. In diesem Beitrag
wird dargestellt, wie sich die Konzeption des Naturwissenschaftstest an die
vorangegangenen Studien anschließt und welche Hauptergebnisse erzielt wurden.
Kompetenzmessung durch Leistungstests
Verfasser: Alexander Kauertz, Anna Lau, Dr. Knut Neumann, Prof. Dr. Hans E. Fischer,
Universität Duisburg-Essen, Forschergruppe Naturwissenschaftlicher Unterricht, Didaktik der
Physik, Schützenbahn 70, 45127 Essen, [email protected]
Leistungstests, die Kompetenzen messen, kommt immer größere Bedeutung zu. Sie sind
einerseits aufwändig, liefern dafür aber wichtige Informationen zur Optimierung des
Unterrichts. Mit Hilfe von Kompetenzmodellen können Tests entwickelt werden, aus denen
sich z. B. inhaltliche Schwerpunkte für Unterricht in einer bestimmten Klasse/Schule ableiten
lassen. die Funktionsweise dieser Kompetenzmodelle und der entsprechenden Tests wird
vorgestellt und an einem Beispiel für ein Kompetenzmodell erläutert.
Schulpraxis
Gute Abituraufgaben - (ob) mit oder ohne Neue Medien
Verfasser: Dr. Gilbert Greefrath, [email protected]; Prof. Dr. Timo Leuders,
[email protected]; Dr. Andreas Pallack, [email protected]
Es werden Vorschläge für zentrale Abituraufgaben im Rahmen eines Unterrichts mit digitalen
Werkzeugen gemacht. Diese wurden im Rahmen der AG "Prüfungsaufgaben" des
Arbeitskreises Mathematikunterricht und Informatik der GDM 2007 erarbeitet.
Koordinatengeometrie und Grundlagen der Analysis
Verfasser: OStR Dipl.-Math. Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach,
[email protected]
Besonders zu Beginn der Sekundarstufe II erweisen sich die Lernvoraussetzungen, die
Schüler aus der Sekundarstufe I mitbringen, als zu gering. Aufgrund dieser Erfahrungen
bietet es sich u. a. an, eine lineare Vorgehensweise im Unterricht durch stetige
Vernetzungen innerhalb größerer Lernkomplexe zu ersetzen. Vorgestellt werden fümf
umfassende Aufgaben mit detaillierten und teilweise alternativen Lösungsgängen, die der
geforderten Zielsetzung zumindest sehr nahe kommen.
Synthese von Substanzbibliotheken
Verfasser: Patricia Pustowka; Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Johann Wolfgang GoetheUniversität, Fachbereich Biochemie, Chemie und Pharmazie, Institut für Didaktik der
Chemie, Max-von-Laue-Str. 7, 60438 Frankfurt, [email protected]
Die Chemie hat sich seit ihren Anfängen stetig weiterentwickelt und gewandelt. Dieses gilt
auch für Strategien auf der Suche nach neuen Wirkstoffen und Materialien. Seit etwa
zwanzig Jahren schlägt man hierbei neue Wege ein, bei denen aus systematischen
Varianten einzelner Synthesebausteine hohe Zahlen neuer Stoffe in kurzer Zeit zugänglich
sind. Diese Ansätze sind von so grundlegender Bedeutung, dass sie auch im
Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe thematisiert werden sollten. Der vorliegende
Beitrag führt verbunden mit einfachen schulchemischen Beispielen in die Thematik ein,
wobei vertieft auf so genannte Parallelsynthesen eingegangen und ein Ausblick auf
kombinatorische Ansätze gegeben wird.
Wettersatellitenempfang im Klassenzimmer
Verfasser: Wolfgang Baschant
Mit mobilem Wettersatellitenempfang Unterricht zum Anfassen ermöglichen. Lehrer können
ein entsprechendes Wettersatellitenempfangssystem ohne spezielle Vorrichtungen
einsetzen. Sie veranschaulichen damit abstrakte Formeln und erarbeiten schülerzentriert wie
auch praxisbezogen komplexe Themen der Mathematik, Physik, Informatik und Geografie.
Der vorliegende Beitrag bietet hierfür fachspezifische und interdisziplinäre
Anwendungsbeispiele mit konkreten Übungsaufgaben.
Negativformen von Fossilien
Verfasser: Dipl.-Biol. Nicola Lammert, FB 3 - Biologie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund,
[email protected]; Prof. Dr. Dittmar Graf
Im Folgenden werden zwei Verfahren vorgestellt, wie dauerhafte Abdruckformen von
Fossilien hergestellt werden können. Diese können von Schülerinnen und Schülern zur
eigenständigen Herstellung von Fossilienkopien verwendet werden.
Biologieunterricht in naturgeschichtlicher Perspektive
Verfasser: Esther M. van Dijk, M. Sc., Didaktisches Zentrum der Universität der Universität
Oldenburg, 26111 Oldenburg; Prof. (i. R.) Dr. Ulrich Kattmann, Biologiedidaktik, Universität
Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]
Mit der Umgestaltung des Unterrichts auf der Sekundarstufe I soll kumulatives, d. h. sinnvoll
aufeinander aufbauendes Lernen gefördert und damit die traditionelle Zersplitterung des
Biologieunterrichts in Einzelthemen überwunden werden. In Teil I wurde begründet, dass die
Evolutionstheorie möglichst früh in den Unterricht einzuführen ist und als durchgehendes
Erklärungsprinzip angewendet werden sollte. Im vorliegenden Teil II wird diese Konzeption
anhand einer Sequenz von Unterrichtseinheiten und der sich ergebenden Vernetzung
konkretisiert.
Dimensionsbetrachtungen und Lineare Gleichungssysteme
Verfasser: Bernhard Arnold, [email protected]
Astronomieunterricht
Verfasser: Lutz Clausnitzer, Geschwister-Scholl-Gymnasium Löbau, An der Siedlung 20,
02708 Obercunnersdorf, [email protected]
Notwendiger Bestandteil einer komplexen naturwissenschaftlichen Grundbildung
Fachleitertagung Chemie - Landesverbandstagungen 2007
Aus den Landesverbänden
Berichte von den Herbsttagungen
Jahr der Mathematik
Besprechungen
61. Jahrgang, Heft 1, ISSN 0025-5866, 15. Januar 2008
Standpunkt
Mit uns kann man rechnen
Bilingualer Unterricht in den Naturwissenschaften
Verfasser: Dr. Angela Koch, Rosenstraße 16b, 24796 Bredenbek, [email protected]; Dr.
Wolfgang Bünder, Schückingstraße 9, 24106 Kiel, [email protected]
Bilingualer Unterricht ist Fachunterricht, der in einer Fremdsprache abgehalten wird. Die
naturwissenschaftlichen Fächer gehören bisher nicht zu den üblicherweise bilingual
unterrichteten Fächern. Aus diesem Grund wurde eine Konzeption für englischsprachigen
Naturwissenschaftsunterricht in der Orientierungsstufe entwickelt, erprobt und in einer
Fallstudie untersucht. Die Evaluation dieses Unterrichts war dabei von der Frage geleitet,
inwiefern das fachliche Lernen im bilingualen Unterricht durch die Verwendung einer
Fremdsprache behindert werden könnte.
Das Unterrichtsprojekt wurde in Form von Arbeitsgemeinschaften durchgeführt, die sich
durch die jeweiligen Unterrichtssprachen Englisch oder Deutsch sowie durch die vorherigen
Erfahrungen mit bilingualem Unterricht unterschieden. In allen vier Untersuchungsgruppen
wurde mit Hilfe von Concept-Mapping-Aufgaben der Zuwachs an strukturellem Wissen im
Laufe zweier Unterrichtseinheiten untersucht. Zusammenfassend kann über das fachliche
Lernen in den Untersuchungsgruppen dieser Fallstudie ausgesagt werden, dass sich keine
Hinweise für eine Behinderung der Lernprozesse durch den Unterricht in der Fremdsprache
finden. Dieses kann als Hinweis gedeutet werden, dass sich das Fach Naturwissenschaft für
den bilingualen Unterricht eignet und bereits in der Orientierungsstufe gewinnbringend
eingesetzt werden kann. Welche methodischen und unterrichtlichen Bedingungen dabei
gegeben sein müssen, wird ausführlich dargelegt und begründet. Entsprechende
Arbeitsmaterialien werden zur Verfügung gestellt.
Biologieunterricht in naturgeschichtlicher Perspektive
Verfasser: Ester M. van Dijk, M. Sc., Didaktisches Zentrum der Universität Oldenburg, 26111
Oldenburg; Prof. (i. R.) Dr. Ulrich Kattmann, Biologiedidaktik, Universität Oldenburg, 26111
Oldenburg, [email protected]
Mit Umgestaltung des Unterrichts auf der Sekundarstufe I gelangen zusammen mit neuen
Orientierungen alte Probleme erneut auf die Tagesordnung. Die Orientierung an
Basiskonzepten und Kompetenzen soll kumulatives, d. h. sinnvoll aufeinander aufbauendes
Lernen fördern und damit die traditionelle Zersplitterung des Biologieunterrichts in
Einzelthemen überwinden. Dabei gewinnt das Konzept, Erklärungen der Evolutionstheorie
und das Thema Evolution selbst möglichst früh in den Unterricht einzuführen, zunehmend an
Bedeutung. Stärker als bisher sollte dabei ein durchgehendes Konzept verfolgt und der
Charakter der Biologie als historischer Wissenschaft beachtet werden. Eine Sequenz von
Unterrichtsentwürfen wird hierzu in Teil II beschrieben.
Schulpraxis
Eine anschauliche Lösung des Rencontre-Problems
Verfasser: Anne Pilatus, In der Barlage 107, 49078 Osnabrück, [email protected]
Für das Rencontre-Problem wird ein Lösungsweg vorgestellt, der auf anschaulichen
Überlegungen basiert. Gezeigt wird weiterhin, dass die zentrale Rekursionsformel mit
derjenigen identisch ist, die von Euler bewiesen wurde. Ein Beweis unter Verwendung von
Erzeugenden Funktionen beschließt die Arbeit.
EU-Parlament und Quadratwurzel-Verfahren
Verfasser: StD i. R. Dr. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden,
[email protected]
Unterschiedliche Ansichten vom Zusammenhang von Anzahl der Sitze einzelner Länder im
EU-Parlament und deren Bevölkerungsanteil werden mathematisch in einer Weise
modelliert, die eine Anwendung der Integralrechnung möglich macht.
Wachstum und Chaos
Verfasser: StR Carsten Rathgeber, Dipl.-Ing., Goerdelerstr. 7, 36037 Fulda
Im vorliegenden Beitrag wird über eine Unterrichtseinheit berichtet, deren Ziel es war,
einerseits den Schülern verschiedene Beschreibungsmodelle für Wachstumsprozesse
vorzustellen und andererseits die Problematik der Erfassung der Realität durch
mathematische Modelle zu thematisieren und deren Grenzen erfahrbar zu machen. Zur
besseren unterrichtlichen Umsetzbarkeit werden zusätzlich an vielen Stellen
Lösungsansätze beschrieben. Das entdeckende Lernen und Team- und Gruppenarbeit
wurden gefördert.
Die Erde bebt
Verfasser: Simon Schneider, Koordinierungsbüro Geotechnologien, Telegrafenberg, 14473
Potsdam, [email protected]
Der Unterrichtsblock "Seismologie - Was Erdbeben uns erzählen" überträgt bereits gelernte
Prinzipien der Physik in ein neues Anwendungsgebiet. Die Seismologie hilft dabei, die
Physik in ein von Schülerinnen und Schülern als interessant empfundenes Umfeld in die
eigene Lebens- und Erfahrungswelt zu integrieren. Der häufig als lebensfremd empfundene
Inhalt naturwissenschaftlichen Unterrichts wird so in eine Anwendung übertragen, in der
Schülerinnen und Schüler einen realen Erfahrungsgewinn erkennen. Am Beispiel der
Erdbebenlokalisation sollen allgemeine wie auch naturwissenschaftliche Basiskompetenzen
aufgefrischt, neu erlernt und angewendet werden. Die im Unterrichtsblock angesprochenen
Basiskenntnisse sind zum Beispiel: der Umgang mit wissenschaftlichen Graphiken und
Daten, ein räumlich orientiertes Denken, die Anwendung geometrischer Grundbegriffe oder
auch die Auseinandersetzung mit soziopolitischen Konsequenzen extremer Naturereignisse.
Dieser Artikel bietet einen Überblick über den Unterrichtsblock, wie er im Physikunterricht
(Grundkurs) der Jahrgangsstufe 11 erprobt wurde. Details zum Unterrichtsblock werden
momentan im Rahmen einer Dissertation an der Johann Wolfgang Goethe Universität
Frankfurt zusammengestellt.
Die optischen Abbildungsgleichungen
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Ibergweg 12, 88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Bei einer idealen optischen Abbildung benötigt das Licht von einem bestimmten
Gegenstandspunkt zum korrespondierenden Bildpunkt stets die gleiche Zeit, unabhängig
vom gewählten Lichtweg. Aus diesem Grunde gelten die bekannten optischen
Abbildungsgleichungen.
Harndiagnostik
Verfasser: Prof. Dr. Rebekka Heimann, Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und
Mineralogie, Didaktik der Chemie, Johannisallee 29, 04103 Leipzig, [email protected];
Kristina Schuckmann; Michael Beckmann; Martin Gröbe; Prof. Dr. Günther Harsch,
Universität Münster, Didaktik der Chemie, Fliednerstr. 21, 48149 Münster, [email protected]
Im Rahmen dieses Beitrags wird eine Unterrichtssequenz beschrieben, die der Förderung
grundlegender Kompetenzen dienen soll. Dazu gehört die Fähigkeit, einem Text die
benötigten Informationen zu entnehmen und diese sinnvoll im Überblick darzustellen, einen
Untersuchungsplan für das experimentelle Vorgehen zu erstellen, vollständige Schlüsse aus
den analytischen Befunden zu ziehen und die Ergebnisse hinterher im Plenum darzustellen
und zu verteidigen. Diese Aktivitäten sind in den biologischen Kontext der
Harnuntersuchungen eingebettet.
Ist ein Fallobst essender Mensch ein Destruent?
Verfasser: Prof. Dr. Roland Hedewig, Am Krümmershof 91, 34132 Kassel, r.hedewig@t-
online.de
Der Begriff Destruent wird in Biologieschulbüchern unterschiedlich definiert und oft im selben
Buch unterschiedlich verwendet. Man sollte sich auf eine biochemisch einwandfreie
Definition einigen, die sich an der Verwendung des Begriffs in neueren Fachbüchern
orientiert.
Plädoyer für schulinterne Schülerlabore
Experimentiervorschläge
DNA-Extraktion aus Mundschleimhautzellen
Verfasser: StD Markus Müller, Wirtemberg-Gymnasium, Lindenschulstr. 20, 70327 Stuttgart,
[email protected]; StD Gerhard Braun, Gymnasium bei St. Michael, Tüngtaler
Str. 92, 74523 Schwäbisch Hall
Die DNA-Extraktion aus Mundschleimhautzellen kann mit Hilfe eines Versuchs-Kits oder
auch mit gebräuchlichen Substanzen aus dem Haushalt durchgeführt werden. Es reichen
Spülmittel, Kochsalz und Waschmittel aus.
Interaktive Experimentierstationen - Die Möglichkeit Naturwissenschaften und Technik
in der Primarstufe neu zu beleben - Teil 2
Verfasser: Dr. Sönke Holst, Buchenring 71, 24848 Kropp, [email protected],
www.soenke-holst.de
Berichte der Vorstandsämter Physik und Mathematik
Jahr der Mathematik
Besprechungen
Bücher
2007 (Jahrgang 60)
Download-Service: Heft 2007-8-Ma-Zahlensystem_Maya.pdf
Download-Service: Heft 2007-8-Bio Blaualgen.pdf
Standpunkt
Anschlussprobleme
Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund
Stand und Perspektiven von DNA-Analytik und Gendiagnostik
Verfasser: Dr. Bärbel Hüsing, [email protected]
In den letzten Jahren haben Erkenntnisse und Methoden aus der Totalsequenzierung des
menschlichen Genoms der Anwendung der DNA-Analytik und Gendiagnostik beim
Menschen einen deutlichen Schub verliehen. Bereits heute finden DNA-analytische
Verfahren breiten Einsatz bei Abstammungsanalysen und in der Forensik. In der
medizinischen Praxis weitet sich der Einsatz der Gendiagnostik nicht nur für die Diagnose
von Erbkrankheiten aus. Vielmehr zeichnet sich auch die Vorhersage von
Erkrankungsrisiken für genetisch mitbedingte Krankheiten ab. Der folgende Beitrag gibt eine
Übersicht über aktuelle und mögliche künftige Anwendungen von DNA-Analytik und
Gendiagnostik beim Menschen und diskutiert die Rahmenbedingungen, unter denen diese
Verfahren angewendet werden bzw. werden sollten.
Schulpraxis
Das Erklären im Unterricht
Verfasser: OStD Josef Leisen, Peter-Joseph-Rottmann-Straße 20, 56077 Koblenz,
[email protected]
"Unsere Lehrerin kann gut erklären." Gibt es ein größeres Lob für eine Lehrerin/einen
Lehrer? Untersuchungen zeigen, dass das Erklären-Können für Schüler eine herausragende
Lehrerqualität ist. Das ist aus Schülersicht verständlich, schließlich geht es um das, was der
Sinn des Lernens ist, um das, was befriedigt, nämlich das Verstehen. Der gelungene
Abschluss guten Erklärens ist die Rückmeldung "Jetzt hab ich es verstanden." Nun ist das
Erklären im Rahmen der Diskussionen um Unterrichtskonzepte in den vergangenen
Jahrzehnten aus dem Blickfeld geraten, ja es gibt eine gewisse Scheu vor dem Erklären. Im
folgenden Beitrag wird das Erklären rehabilitiert und es wird der didaktische Ort des
Erklärens skizziert. Anschließend wird das Erklären an einem konkreten Beispiel
vorgemacht.
Heft 2007-8-Ma-Zahlensystem_Maya.pdf
Google Earth im Mathematikunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Reinhard Oldenburg, Pädagogische Hochschule Heidelberg, Im
Neuenheimer Feld 561, 69121 Heidelberg, [email protected]
Der virtuelle Globus Google Earth bietet nicht nur dem Geographieunterricht einen
interessanten Blick auf unseren Planeten, sondern kann auch den Mathematikunterricht
befruchten, indem Fragen aufgeworfen und andere beantwortet werden.
Dimensionsänderung bei der Projektion von Fraktalen
Verfasser: Prof. Dr. Herbert Zeitler, Ahornweg 5, 95643 Tirschenreuth
Es wird die Frage untersucht, wie sich die Dimension einer fraktalen Punktmenge bei
Projektion ändert. Als Beispiel wird das Sierpinski-Dreieck betrachtet. Verwendet werden
dabei nur elementare geometrische Überlegungen. Es ist zu vermuten, dass die Antwort auf
die allgemeine Frage extrem schwierig wird, da viele Fälle untersucht werden müssten.
Die Unbestimmtheitsrelationen im Unterricht
Verfasser: Michael Rode, Lauensteinstr. 22, 21339 Lüneburg, [email protected]
Neue Zugänge mit einem dynamischen Geometriesystem
Vielfältige Erfahrungen im Unterricht der gymnasialen Oberstufe haben deutlich gezeigt,
dass der Unterricht über Quantenphysik an Zugänglichkeit und Klarheit gewinnt, wenn man
sich der Zeigerdarstellung bedient. Als sperrig erwies sich dabei nach Erfahrungen des
Verfassers eine angemessene Behandlung der Unbestimmtheit. Unter Verwendung
dynamischer Geometrie-Software scheint es nun erfolgreich möglich, die Zeigerdarstellung
auch zu einer fundierten Erarbeitung der Unbestimmtheitsrelationen zu nutzen.
Die Smiley-Skala
Verfasser: Claus Brell, [email protected]; Prof. Dr. Horst Schecker, Universität Bremen; Dr.
Heike Theyssen, Universität Dortmund, Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Otto-Hahn-Str. 4,
44221 Dortmund, [email protected]
Ein effizientes Messinstrument für die Interessantheit des Unterrichts
Interessantheit des Unterrichts ist insbesondere für Schüler der 8. und 9. Klasse wichtig. Will
man die Interessantheit des Unterrichts vergleichen, ohne die Schüler mit umfangreichen
Fragebögen zu belasten, ist ein einfaches und schnelles Messinstrument erforderlich. Die im
Rahmen eines Forschungsprojektes und in Staatsarbeiten mit über 200 Schülern im
Physikunterricht verwendete Smiley-Skala lässt eine Abschätzung der motivationalen
Aspekte zu. Sie gibt dem Lehrer ein Mittel in die Hand, verschiedene Klassen bei gleich
gestaltetem Unterricht oder verschiedene Unterrichtsformen in einer Klasse zu vergleichen.
Konduktometrie - mehr als "leitet oder leitet nicht"
Verfasser: StD Dr. Jürgen Ries, [email protected]
Leitfähigkeitsmessung mit dem Computer
Mit einfachsten Geräten können quantitative Leitfähigkeitsmessungen selbst im
Schülerpraktikum durchgeführt werden. Durch vielseitige Einsatzmöglichkeiten kann die
Konduktometrie zu einer Standard-Messmethode im Chemieunterricht werden.
Massenentwicklungen von Blaualgen in Urlaubsregionen
Verfasser: Dr. Susanne Brezmann, Saseler Kamp 96a, 22393 Hamburg
Aktuelles über Blaualgenblüten für den Unterricht
Neben einem Rückblick zum Auftreten außergewöhnlicher Massenentwicklungen von
Cyanobakterien (Blaualgen) beinhaltet die hier vorgestellte Unterrichtsvariante didaktisch
vereinfachte DArstellungen zu Auswirkungen von Blaualgenmassenentwicklungen auf die
Wasserqualität in Badegewässern und die Gesundheit der Badegäste, zu Arbeitsschritten
bei der Überwachung von Badegewässern sowie zu den Wegen, die in Blaualgen gebildete
Cyaotoxine vom Ort ihrer Bildung in den Blaualgenzellen bis zum Übergang in das Wasser
nehmen. Die Aufgaben, deren Bearbeitung durch die Schüler mit dem Anwenden
grundlegender Kenntnisse über den Stoff- und Energiewechsel autotropher Organismen
einher geht, sind für den Unterricht in der Sekundarstufe I geeignet.
Heft 2007-8-Bio Blaualgen.pdf
Ein chemischer Modellversuch für Screening-Tests in der Medizin
Verfasser: Prof. Dr. Ingo Eilks; Halldis Alxneit; Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. Ingo Eilks,
Universität Bremen, FB 2 - IDN, Abt. Chemiedidaktik, Leobener Str. NW 2, 28334 Bremen,
[email protected]
Der Beitrag stellt ein Modellexperiment zu Screening-Tests vor. Screening-Tests werden in
der Medizin bei der Früherkennung bestimmter Krankheiten aber auch dem Verhalten
gegenüber bestimmten Allergenen eingesetzt. Das Vorhaben hierbei wird über chemische
Nachweisreaktionen für Metall-Kationen modelliert.
Naturwissenschaften im achtjährigen Gymnasium G8
Verfasser: Prof. Dr. Dr. h. c. (Odessa) Helmut Altner, Gumpelzhaimerstr. 27, 93049
Regensburg
Der Autor setzt sich kritisch-konstruktiv mit der Verkürzung der gymnasialen Ausbildungszeit
auseinander. Zwar bezieht er sich in seinen Ausführungen auf die Situation in Bayern, die
Analyse in Bezug auf die naturwissenschaftliche Grundbildung ist jedoch von übergreifender
Bedeutung.
Interaktive Experimentierstationen - Die Möglichkeit Naturwissenschaften und Technik
in der Primarstufe neu zu beleben - Teil 1
Verfasser: Dr. Sönke Holst, Buchenring 71, 24848 Kropp, [email protected],
www.soenke-holst.de
Im Rahmen eines Forschungsprojektes der Universität Freiburg "ASIP (Advancing Science
through Informed Parents)" entstanden 52 Experimentierstationen, die unter dem Namen
"Miniphänomenta" den Kindern und Jugendlichen zu einer unmittelbaren sinnlichen
Erfahrung verhelfen sollen. Die Kinder werden mit ihrer Welt vertraut gemacht. Aus dem
Erleben der naturwissenschaftlich-technischen Phänomene erwächst eine aktive
gedankliche Auseinandersetzung, die zur Belebung des Sachunterrichts führen kann und die
"harten" Naturwissenschaften wieder erfahrbar macht.
Der Karlsruher Physikkurs
Verfasser: StD Wolfhard Herzog, Große Lachstraße 50/1, 69207 Sandhausen,
[email protected]
Anspruch und Widersprüche eines didaktischen Konzepts
Bei der Diskussion über die Fortentwicklung des Physikunterrichts wird als Alternative zum
traditionellen Weg der "Karlsruher Physikkurs" angeführt. Der Beitrag zeigt, dass dieses
Konzept fachlich und didaktisch fragwürdig ist und kein zuverlässiges Bild physikalischer
Denk- und Arbeitsweisen vermittelt.
MNU gratuliert - Reisestiftung Deutsches Museum - Nachruf
Besprechungen
Bücher
Standpunkt
Mathematikjahr 2008
Verfasser: Günter M. Ziegler, [email protected]
Naturwissenschaftliche Arbeitsweisen
Verfasser: Prof. Dr. Hans E. Fischer, Dr. Georg Trendel
Anschrift: Didaktik der Physik, Universität Duisburg-Essen, Schützenbahn 70, 45117 Essen
Von Imre Lakatos stammt die etwas böse Bemerkung, Physiker verstünden von den
wissenschaftstheoretischen Hintergründen ihrer Disziplin soviel wie Fische von
Hydrodynamik. In der Tat müssen praktizierende Naturwissenschaftler sich lediglich an die
Gepflogenheiten ihrer Gemeinschaft halten ohne über diese groß nachzudenken. Für
naturwissenschaftlichen Unterricht reicht das nicht aus. Bildungsstandards und Lehrpläne
fordern, domänenspezifische Denk- und Arbeitsweisen im Lernprozess zu thematisieren und
einzuüben. Der Beitrag beschreibt solche Arbeitsweisen und gibt einige Anregungen zur
Umsetzung im Unterricht.
Schulpraxis
Vernetzen mathematischer Inhalte und Strukturen
Verfasser: Manfred Engel, Bahnhofstr. 1, 36199 Rotenburg a. d. F.,
[email protected]
Unbestritten in der fachdidaktischen Diskussion ist die Bedeutung der vertikalen und
horizontalen Vernetzung von Inhalten. Mit den folgenden Beispielen sollen Möglichkeiten
einer vernetzenden Behandlung - insbesondere am Ende der Mittelstufe - aufgezeigt
werden. Dabei sollen die Schüler die Vernetzungen möglichst selbstständig erkennen, sie im
Dialog untereinander begreifbar machen und Begründungszusammenhänge auf
unterschiedlichen Ebenen formulieren. Die über die Mittelstufenjahre erworbenen Strategien
zur Problemlösung und eine breitgefächerte Methodenkompetenz sollen zu diesem
anspruchsvollen Vorgehen befähigen.
Trigonometrische Funktionswerte - rekursiv ermittelt
Anknüpfend an den in [1] beschriebenen Algorithmus zur Winkelberechnung wird eine
Intervallschachtelung für die Werte der Kosinus- und Sinusfunktion hergeleitet. Als
"Nebenprodukt" ergibt sich dabei eine einfache Herleitung der Additionstheoreme.
Natürliche Zahlen mit Quersummenobergrenze
[email protected]
Die bekannten Quersummenregeln für die Teilbarkeit brachten den Autor auf die Idee,
andere Quersummeneigenschaften natürlicher Zahlen zu erforschen. Hierbei wurde u. a. die
Funktion q, die jeder natürlichen Zahl ihre Quersumme zuordnet, betrachtet. Welche
Eigenschaften diese Zahlen hinsichtlich ihrer Häufigkeitsverteilung innerhalb aller natürlicher
Zahlen besitzen und welche interessanten Aktivitäten hieraus für den Mathematikunterricht
entstehen können, soll im weiteren Verlauf dieses Beitrages vorgestellt werden.
Rekursive Kreismessung und Winkelberechnung
Der Beitrag macht einen Vorschlag zur Vernetzung der Themen Kreismessung und
Trigonometrie. Gezeigt wird, wie man einen Algorithmus zur Approximation der Kreiszahl PI
auf die rekursive Berechnung der Winkelgrößen in einem rechtwinkligen Dreieck und damit
auf die Bestimmung von Funktionswerten der Arkusfunktionen verallgemeinern kann.
Naturgesetze finden
Verfasser: Klaus Paschenda, Medienzentrum Rheinland, Bertha-von-Suttner-Platz 1, 40227
Düsseldorf, [email protected]
Das Lernen von Methoden und Kompetenzen ist heute wichtiger denn je.
Konsequenterweise gehört die physikalische Methode damit ins Zentrum des
Physikunterrichtes. In einem methodischen Spiralcurriculum, welches die SchülerInnen
spielerisch entdeckend in der Alltagswelt abholt, sind sie schrittweise mit der forschenden
Methodik vertraut zu machen. Ein konkretes Beispiel dazu aus der Optik der Mittelstufe wird
hier vorgestellt.
Storytelling - eine Methode zur Kontextualisierung am Beispiel "Strom durch Chemie"
Verfasser: Maike Martensen, [email protected]; Kai Tietjens, Leibniz-Institut für die
Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität zu Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel;
Prof. Dr. Ilka Parchmann, Universität Oldenburg, Fakultät V, Postfach 2503, 26111
Oldenburg, [email protected]
Nach einer kurzen Einführung und Erläuterung der Methode "Storytelling" werden zunächst
Ergebnisse einer Befragung von Lernenden zur Einschätzung dieser Methode vorgestellt.
Darauf aufbauend wird ein Beispiel für einen kontextbasierten Unterrichtsgang aufgezeigt,
der die Methode des Storytelling zur Einführung des (erweiterten) Redoxbegriffes aufgreift.
Die BROWN'sche Bewegung
Verfasser: Prof. Dr. Jens Friedrich, Prof. Dr. Marco Oetken, Anni Vischer, Pädagogische
Hochschule Freiburg, Institut für Biologie, Chemie, Geographie und Physik, Abt. Chemie,
Kunzenweg 21, 79117 Freiburg, [email protected]; Prof. Dr. Matthias Ducci,
Veronique Bonnet, Pädagogische Hochschule Karlsruhe, Institut für Naturwissenschaften,
Abt. Chemie, Bismarckstr. 10, 76133 Karlsruhe, [email protected]
Eine historisch-problemorientierte Unterrichtseinheit
Die Teilchenvorstellung ist ein Basiskonzept des Chemieunterrichtes, das bereits im
Anfangsunterricht vermittelt werden soll. Die Vorstellung der Diskontinuität der Materie stellt
allerdings nicht nur Schülerinnen und Schüler häufig vor Probleme. Dies zeigt eindrucksvoll
ein Blick in die Geschichte der Chemie, aus dem ersichtlich wird, dass es sehr lange
gedauert hat, bis selbst bedeutende Wissenschaftler des vergangenen Jahrhunderts die
Existenz kleinster Teilchen akzeptierten. Daher bietet es sich geradezu an, dieses
Themenfeld am Beispiel der BROWN'schen Bewegung unter Rückgriff auf historische
Erkenntnisstufen nach dem historisch-problemorientierten Unterrichtsverfahren zu
behandeln. Das Phänomen der BROWN'schen Bewegung und deren Ursache bot in der
Wissenschaftsgeschichte Anlass zu vielen Spekulationen und konnte erst vergleichsweise
spät durch die Arbeiten von EINSTEIN, SMOLUCHOWSKI und PERRIN mit dem
diskontinuierlichen Aufbau der Materie erklärt werden.
Molekularbiologische Experimente in der Oberstufe
Verfasser: StDin Gabriele Rupp, OStR Frank Harder
Gentechnische Herstellung eines potenziellen Bilharziose-Impfstoffs
Vorgestellt wird ein Projekt zur Unterstützung der Schulen bei der Durchführung zeit- und
materialintensiver gentechnischer Experimente in der gymnasialen Oberstufe. Eine
Arbeitsgruppe aus Wissenschaftlern des Zentrums für Molekulare Biologie der Universität
Heidelberg (ZMBH) und Lehrern ausgewählter "Stützpunkt"-Schulen, hervorgegangenen aus
einer Kooperation zwischen dem ZMBH und der Abteilung Schule und Bildung am
Regierungspräsidium Karlsruhe, adaptiert Experimente aus der modernen Biologie so, dass
sie, begleitend zu den theoretischen Inhalten, die die Bildungspläne vorgeben, in der Schule
durchführbar sind. Als Beispiel dieser Arbeit wird in diesem Artikel ein Unterrichtsgang zur
Herstellung eines potentiellen Bilharziose-Impfstoffs beschrieben.
Lernhilfe zur Endoxidation
Verfasser: Dr. Christiane Högermann, Abendgymnasium Sophie Scholl, Am Kalkhügel 25,
49080 Osnabrück
In diesem Artikel wird eine funktionsmodellähnliche Lernhilfe zur Endoxidation als Ergänzung
der bereits in MNU veröffentlichten Arbeitsmaterialien zur Glykolyse und zum Citratzyklus
vorgestellt.
Aufgaben
Die Körperfettwaage
Verfasser: Christoph Kulgemeyer, [email protected]; Erik Einhaus,
[email protected]; Anschrift: Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik,
Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Abt. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334
Bremen
Über den Umgang mit Hypothesen
Verfasser: Jun.-Prof. Dr. rer. nat. Anke Meisert, Universität Osnabrück, Fachbereich 5 Biologie, Barbarastr. 11, 49069 Osnabrück, [email protected]
Angesichts empirischer Befunde zur mangelnden Nachhaltigkeit und Anwendbarkeit
biologischen Wissens bei Schülern ist die aktuelle biologiedidaktische Debatte geprägt durch
Forderungen nach einer konzeptuellen Vertiefung von Lernprozessen. Im Rahmen des
Konzeptwechsels gilt es einerseits Präkonzepte zu explizieren, um diese für das individuelle
Lernen wissenschaftlicher Konzepte fruchtbar zu machen. Modelle kumulativen Lernens
intendieren andererseits die Etablierung nachhaltig-anwendungsfähiger Wissensstrukturen
sowie domänenübergreifender Erschließungsstrategien durch eine Fokussierung des
Lernens auf Basiskonzepte. Das Ordnen und Klassifizieren von Hypothesen im Rahmen des
hypothetisch-deduktiven Erkenntnisweges eignet sich für entsprechende Vertiefungen, da
sich Hypothesen aus den Präkonzepten der Lernenden generieren und zugleich
konzeptbasierte Denkmodelle für potenzielle Problemlösungen darstellen. Eine
vergleichende Betrachtung problemzentrierter Hypothesen kann somit einen wichtigen
Beitrag zur systematisierenden Aneignung inhaltlicher wie auch prozeduraler Konzepte der
Biologie leisten.
Probleme zentral gestellter Aufgaben
Verfasser: Volker Hagemeister, [email protected]
- diskutiert an Hand einer PISA-Aufgabe
Nachrufe
Besprechungen
Bücher
98. MNU-Kongress in Berlin
Ansprache des Ersten Vorsitzenden bei der feierlichen Eröffnung am 2. April 2007
Schulpraxis
Wie kann man mit Bindfäden ein Reich verwalten?
Verfasser: Dr. Sebastian Kuntze, Waldsaumstr.16, 81377 München, [email protected],
Zahlen codieren mit den Knotenschnüren der Inkas In den Anden bauten die Inkas vor 1500
nach Christus ein großes, straff organisiertes Reich mit einer erstaunlichen Kultur auf. Ohne
dass es geschriebene Zahlen gegeben hätte, schafften es die Inkas, genaue Informationen
von einem Ende ihres Reiches in das andere zu schicken – mit Bündeln von Schnüren, in
die Zahlen wie in einer Geheimsprache »hineingeknotet « waren. Um Ideen, wie man so
etwas machen kann, geht es im Folgenden. Dieses Thema bietet Gelegenheiten, eingebettet
in einen Problemkontext, Inhalte der 5. Jahrgangsstufe zum Dezimalsystem mit Ideen der
Codierung und Darstellung von Zahlen zu verbinden.
Bildungsgesetze für a3 + b3 = c3 ± 1
Verfasser: Rudolf Schneiderhahn, Rosenweg 17, 78713 Schramberg
Seit Euler und Gauss wissen wir, dass die Fermat-Gleichung a3 + b3 = c3 keine Lösung in
der Menge der natürlichen Zahlen besitzt. In einer Schüler-AG mit besonders befähigten
Schülern wurde die Frage gestellt, ob und gegebenenfalls wie viele natürliche Zahlen es
gibt, für welche der Unterschied der beiden Seiten der Fermat-Gleichung möglichst klein,
also gleich 1 ist. Wir waren überrascht, wie leicht es uns mithilfe eines Computers und etwas
Phantasie gelang, unendlich viele und daher auch beliebig große natürliche Zahlentripel zu
finden, für die a3 +b3= c3 ± 1 ist.
Lösen von Extremwertaufgaben mit Solver
Verfasser: Dr. Helmut Brunner, Kaiser-Franz-Ring 22, A-2500 Baden, [email protected]
An einem Beispiel wird gezeigt, dass die Verwendung des Solvers von EXCEL der
herkömmlichen Methode der Differenzialrechnung überlegen ist.
Berechnung von optischen Linsen
Verfasser: Diplomelektroingenieur Franz Kamber, Waldstraße 39,
CH 6015 Reussbühl
Im vorliegenden Aufsatz geht es um die Form von Linsen. Parallel einfallende Strahlen
sollen sich im Brennpunkt treffen. Polarkoordinaten sind für solche Berechnungen besonders
gut geeignet.
Venustag und Venusjahr
Was ist länger?
Mit der Sonde Venus Express war unser Nachbarplanet wieder in den Mittelpunkt
öffentlichen Interesses gerückt. Oft las man, ein Venustag sei länger als ein Venusjahr.
Stimmt das? Der folgende Beitrag geht der Frage nach und gibt Hinweise zur
Veranschaulichung und Berechnung. Zur Abrundung wird auch auf andere Bewegungszeiten
und auf wissenswerte Details eingegangen.
Technologisch bedeutsame Materialien
Verfasser: Patrick Hollmann; PD Dr. habil. Sabine Nick, Leibniz-Institut für die
Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel,
Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]; PD Dr. habil. Christian Näther, Institut für
Anorganische Chemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Olshausenstr. 40, 24118
Kiel, [email protected]
Ein wichtiges Thema für den Chemieunterricht
Wir leben mittlerweile in einer hochtechnisierten Welt, die sich mit unglaublicher
Geschwindigkeit fortwährend weiterentwickelt. Von der Entwicklung neuer Materialien und
Werkstoffe, beispielsweise für neue Kommunikations- und Informationstechnologien,
Energieerzeugung, Energietransport und Energiespeicherung wird daher ein großer Teil der
zukünftigen Entwicklung unserer Welt abhängen. Wir haben daher ein Projekt initiiert, in dem
neben Experimenten auch umfangreiche Lehrmaterialien entwickelt und auf einer
Homepage zur Verfügung gestellt werden sollen, um technologisch bedeutsame Werkstoff
und Materialklassen wie beispielsweise Supraleiter, Flüssigkristalle, Ferrofluide, Pigmente,
Luminophore oder Nanoteilchen im Chemieunterricht an Schule und Hochschule zu
thematisieren. Adressaten sind neben Lehrkräften und Schülerinnen und Schülern der
Oberstufe auch Universitätsdozenten und Chemiestudierende der ersten Semester. Hier
berichten wir über dieses Projekt und stellen erste Ergebnisse aus dem Bereich der
Supraleiter vor.
Vom Blicken und Erblicken
Verfasser: Sabine Mogge, Universität Kassel, Fachbereich 18, Abteilung Didaktik der
Biologie, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel, [email protected]
Koma, Wachkoma und Locked-in-Syndrom – ein Ansatz für kumulative Wissensvernetzung
im Biologieunterricht der Oberstufe
Koma, Wachkoma und Locked-in-Syndrom stehen für Schädel-Hirn-Traumata, die nicht nur
das Leben des betroffenen Patienten, sondern auch das seiner Angehörigen und Bekannten
beeinflussen und verändern. Diese Themen tragen bei schülerzentrierter Aufbereitung zum
Aufbau kumulativen Wissens im Bereich der Neurophysiologie, sowie zur Reflexion über
verantwortungsvolles Verhalten im Alltag bei.
Einfache Experimente zu Energiewandlern mit Blechdosen
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke; Göran Tronicke; Anschrift: Technische Universität
Dresden, Fachbereich Physik/Professur Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01069
Dresden, [email protected]
Größere Aufmerksamkeit den Energiewandlern! – Teil 2
Aufgaben
Bleigießen
[email protected], Anschrift: Universität Bremen, FB1 Physik/Elektrotechnik,
Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Abt. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334
Bremen; Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik, Carl von Ossietzky Universität
Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]
Ableitung der e-Funktion - eine Alternative zur Standardleitung
Verfasser: Norbert Sonntag, Geibelstr. 66, 28215 Bremen, [email protected]
Ableitung der e-Funktion – eine Alternative zur Standardherleitung
Der Artikel von R. Oldenburg hat mich veranlasst, eine Ableitung der e-Funktion vorzustellen,
welche ich vor einiger Zeit entwickelt habe und die den Schülern ein weiteres Beispiel für die
Methode des Differenzialquotienten aufzeigt.
Vogelstimmen lernen - eine Evaluation zweier Unterrichtskonzepte
Verfasser: Susanne Schreck; Dr. Christoph Randler, Institut für Biologie I, Didaktik der
Biologie, Johannisallee 21-23, 04103 Leipzig, [email protected]
Mangelnde Arten- und Formenkenntnis bei Schülern wird seit Jahrhunderten beklagt, oft
jedoch zu Unrecht [1, 9]. Allerdings lag der Schwerpunkt bei solchen Untersuchungen meist
auf dem äußeren bzw. optischen Erscheinungsbild der jeweiligen Tiere. Evaluationen zu
Tierstimmen (z. B. Amphibien- Amphibien oder Vogelstimmen) sind dagegen weniger häufig.
Dennoch betonen viele Lehrer und Hochschullehrer die Bedeutung von
Vogelstimmenkenntnissen. Hier stellen wir zwei Konzepte vor und evaluieren sie.
Das Ion im Chemieunterricht - noch Vorstellungen von gestern?
Verfasser: Nina Strehle, [email protected]; Reinhard Rölleke,
[email protected]; Prof. Dr. Hans-Dieter Barke, [email protected]
Das Thema »Ionen und Ionenbindung « gehört zu den offensichtlich schwierigen Inhalten im
Chemieunterricht – führt es doch allzu oft zu erheblichen Missverständnissen auf
Schülerseite. Die Ursachen liegen in der unglücklichen Unterrichtsanlage mit starker
Dominanz des Schalenmodells und der unterrichtlich nicht hinreichend bedachten
Verwechslung mit der Modellebene des Dalton’schen Atommodells. Das Unterrichtskonzept
»Teilchenphilosophie « versucht, Schülerinnen und Schülern eine Systematik an die Hand zu
geben, mit der sie selbständig chemische Strukturen beschreiben und unterscheiden und
letztlich fachlich angemessene Modellvorstellungen zum Ionenbegriff aufbauen können.
Erste Erfolge sind im Zuge einer Evaluation bereits zu verzeichnen.
Kassenbericht - Mitgliederversammlung - Physik-Wettbewerb
Besprechungen
Bücher
Hinweise für Autoren
Standpunkt
Die Furcht vor dem Kontext
Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle
Mathematik und der Rest der Welt
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Wolfgang Henn, Institut für Entwicklung und Erforschung des
Mathematikunterrichts, Fachbereich Mathematik, Universität Dortmund, Vogelpothsweg 87,
Die Natur gehorcht, zumindest teilweise, gewissen mathematischen Regeln. Mathematische
Modellbildung bedeutet das Übersetzen eines Problems aus der Welt, in der wir leben, in die
davon disjunkte Welt der Mathematik. Es ist eine wichtige Aufgabe von Mathematik und
Naturwissenschaften, unsere Schüler für diese Problematik zu sensibilisieren.
Physik im Kontext
Verfasser: Silke Mikelskis-Seifert, [email protected]; Reinders Duit, [email protected]
In enger Kooperation mit Kollegen der Universitäten Kassel und Paderborn, der Humboldt
Universität Berlin sowie der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg hat eine Arbeitsgruppe
des Leibniz-Instituts für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) Konzepte für die
Verbesserung des Physikunterrichts erarbeitet. Wie die "Schwesterprogramme" Chemie im
Kontext und Biologie im Kontext wurde das Programm Physik im Kontext vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
Chemie im Kontext
Verfasser: David Di Fuccia, Universität Dortmund, FB Chemie, 44221 Dortmund,
[email protected]; Judith Schellenbach-Zell, Universität Wuppertal, Lehrstuhl
für Lehr-, Lern- und Unterrichtsforschung, Gaußstr. 20, 42097 Wuppertal, [email protected]; Prof. Dr. Bernd Ralle, Universität Dortmund, FB Chemie, 44221 Dortmund,
[email protected]
Entwicklung, Implementation und Transfer einer innovativen Unterrichtskonzeption
Das Projekt Chemie im Kontext (CHiK) stellt einen zwischen den im Projekt beteiligten
Akteuren vereinbarten konzeptionellen Rahmen für die Entwicklung und Implementation
eines kontext- und schülerorientierten Curriculums im Fach Chemie dar. Seit 2002 wird CHiK
breit in den Bundesländern implementiert. Es wird vom BMBF und den beteiligten
Bundesländern finanziert. Der im Projekt verfolgte symbiotische Implementationsansatz ist
von einer intensiven Unterstützung der beteiligten Schulen bei der Realisierung der
vereinbarten Grundkonzeptionen bei gleichberechtigter Beteiligung der Handelnden am
Innovationsprozess gekennzeichnet. Ziel ist eine nachhaltige und sich nach und nach
verselbständigende Verankerung der leitenden Ideen in der Schulpraxis. Im Rahmen des
Artikels werden die Phasen der Entwicklung, Implementation und des Transfers in ihrer
Anlage skizziert und ihre Hauptergebnisse werden berichtet.
Biologie im Kontext
Verfasser: Horst Bayrhuber, Susanne Bögeholz, Doris Elster, Marcus Hammann, Corinna
Hössle, Markus Lücken, Helmut Prechtl, Angela Sandmann; Kontaktadresse: Prof. Dr.
Helmut Prechtl, Abteilung Didaktik der Biologie, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften an der Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Ein Programm zur Kompetenzförderung durch Kontextorientierung im Biologieunterricht und
zur Unterstützung von Lehrerprofessionalisierung
Biologie im Kontext (bik) ist ein vom BMBF für die Dauer von drei Jahren gefördertes Projekt
zur Kompetenzförderung von Schülern gemäß den KMK-Bildungsstandards mithilfe eines
kontextorientierten Biologieunterrichts. Derzeit sind neun Bundesländer an bik beteiligt. In
ihnen wurden Schulsets gegründet, in denen Lehrkräfte gemeinsam mit Fachdidaktikern an
der Unterrichts- und Aufgabenentwicklung arbeiten. Biologie im Kontext unterstützt die
Lehrkräfte dabei in der gezielten Nutzung von Kontexten im Unterricht und bei der gezielten
Kompetenzförderung der Schüler.
Schulpraxis
Mathematisch bewandert
[email protected]
Strategien bei einem Gletscheraufstieg in den Alpen
Der Alpengletscher Mer de Glace (deutsch: Eismeer) ist der größte französische Gletscher
und liegt im Mont-Blanc-Massiv bei Chamonix. Überlegungen zur Einteilung der Etappen
und Rastpausen, die den Strapazen eines Gletscheraufstieges Rechnung tragen, führen zu
vielfältigen mathematischen Erkundungen und interessanten Aufgabenstellungen.
Wie kann man sich vor Grippe schützen?
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Dobner, HTWK Leipzig, FB IMN, Postfach 301166, 04251
Leipzig, [email protected]
Aufbauend auf mathematischen Kenntnissen der Sekundarstufe I wird mit Hilfe von
Differenzgleichungen ein mathematisches Modell für den zeitlichen Verlauf einer Grippe
erstellt. Mit Unterstützung eines Computeralgebrasystems kann das Modell interpretiert und
visualisiert werden. Aus den Ergebnissen lassen sich Maßnahmen zur Vermeidung einer
Grippeepidemie ableiten. Weiterhin werden Hinweise zur unterrichtlichen Gestaltung,
insbesondere zum fächerübergreifenden Arbeiten gegeben.
Nanowelten begreifen
Verfasser: Silke Mikelskis-Seifert, [email protected]; Reinders Duit, [email protected]
Kreatives Modellieren im Kontext moderner Technologien
Eine der Leitlinien des Programms piko - Physik im Kontext ist es, das
naturwissenschaftliche Denken und Arbeiten wirksam zu fördern. Im Zentrum steht das
kreative Zusammenwirken von Experimentieren und Modellieren bei der Gewinnung,
Bewertung und Anwendung des Wissens. Diese Leitlinie wird am Beispiel des
Anfangsunterrichts zu Teilchenmodellen vorgestellt und mit weiterführenden Zugängen zu
modernen Technologien aus dem Bereich der Nanoscience verknüpft. Eine durchgängige
Rolle spielt dabei die interaktive Auseinandersetzung mit Modellen und Modellexperimenten.
Sie verkörpern abstrakte Ideen und verankern diese in der konkreten Erfahrung. Der
Unterricht zielt auf den Erwerb methodischer Kompetenzen beim Experimentieren und
Modellieren, auf ein Verständnis ihres Zusammenwirkens sowie auf die Förderung des
produktiven Transfers des erworbenen Wissens.
Chemie im Kontext in der Hauptschule - geht denn das?
Verfasser: Daniela Hoffmann, [email protected]; Prof. Dr. Reinhard Demuth,
Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Christian-AlbrechtsUniversität zu Kiel (IPN), Abteilung Didaktik der Chemie, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel,
[email protected]
Chemie im Kontext (CHiK) ist ein inzwischen bewährtes Konzept zur Gestaltung von
Chemieunterricht an Gymnasien. Wie lässt sich diese Konzeption auch für die
Unterrichtsgestaltung an Hauptschulen nutzen? Die damit verbundenen Herausforderungen
sind vielfältig und liegen nicht nur in den Besonderheiten der Schülerschaft. So unterrichten
überwiegend Lehrkräfte, die das Fach Chemie nicht studiert haben. Nicht alle Schulen
verfügen über Fachräume, und das Budget für Anschaffungen ist gering. Wie es dennoch
gelingen kann, zeigt dieser Artikel.
Biologie im Kontext - Erste Forschungsergebnisse
Verfasser: Horst Bayrhuber, Susanne Bögeholz, Sabina Eggert, Doris Elster, Christiane
Grube, Corinna Hössle, Martin Linsner, Markus Lücken, Jürgen Mayer, Andrea Möller,
Claudia Nerdel, Birgit Neuhaus, Helmut Prechtl, Angela Sandmann, Nicola Mittelsten Scheid,
Philipp Schmiemann, Gesa Schoormans; Kontaktadresse: Prof. Dr. Helmut Prechtl,
Abteilung Didaktik der Biologie, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften
an der Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Biologie im Kontext (bik) orientiert sich bei der Kompetenzförderung an den von der KMK
veröffentlichten Bildungsstandards und möchte die beteiligten Lehrkräfte bei deren
Umsetzung im eigenen Unterricht unterstützen und wissenschaftlich begleiten. Die
Forschungsaktivitäten werden skizziert, erste Ergebnisse zu den in den KMKBildungsstandards ausgewiesenen Kompetenzbereichen sowie zur
Lehrerprofessionalisierung und zur projektübergreifenden Evaluation werden berichtet.
Aufgaben
Dichte und Schwimmen
Verfasser: Erik Einhaus, [email protected]; Christoph Kulgemeyer, Jürgen
Petri
Besprechungen
Bücher
Standpunkt
"Alle Biologie ist Evolutionsbiologie"
Verfasser: Prof. Dr. Dietmar Graf, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Fachgruppe
Biologie und Didaktik der Biologie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund
Leitideen zum Umgang mit dem Kreationismus
Verfasser: Prof. Dr. Horst Bayrhuber, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften (IPN),an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Olshausenstraße
62,24098 Kiel, [email protected]
Die Diskussion über die Behandlung kreationistischer Auffassungen im Biologieunterricht
zieht mittlerweile auch in Deutschland Kreise. Im Folgenden wird begründet, warum
kreationistische Aussagen über die Natur nicht Lehrplaninhalt der Schulfächer sein, also
nicht gleichberechtigt neben den Ergebnissen der Evolutionsbiologie unterrichtet werden
können. Zugleich werden Argumente für die kritische Auseinandersetzung mit
pseudowissenschaftlichen Aussagen von Kreationisten angeführt. Es soll deutlich werden,
dass solche Aussagen weder biologischen noch wissenschaftstheoretischen oder
theologischen Erkenntnissen standhalten. Weiterhin soll gezeigt werden, dass der
Kreationismus auch Grundlagen der Physik und der Geowissenschaften in Frage stellt und
daher fachübergreifend zu kritisieren ist. Diese ausführliche Beschäftigung mit
verschiedenen Aspekten des Kreationismus soll jedoch nicht nahe legen, der
Auseinandersetzung mit dem Kreationismus breiten Raum im Schulunterricht zu geben. Auf
jeden Fall sollten die Lehrkräfte aber die für eine kritische Auseinandersetzung erforderlichen
Argumente zur Hand haben, wenn die Thematik von Schülern im Unterricht oder aber in der
Öffentlichkeit angesprochen wird.
Schulpraxis
Problemlösen am Sehenviereck - Das sieht man ja, das ist einfach
Verfasser: StD Josef Rolfs, Albertus-Magnus-Gymnasium Friesoythe, Hansaplatz 11, 26169
Friesoythe, [email protected]
Die folgende Aufgabe wurde auf einer MNU-Tagung vorgestellt – leider ist nicht mehr in
Erfahrung zu bringen, wo und auch nicht von wem. Sie verblüfft zunächst durch ihre
Einfachheit, denn sie ist schnell zu stellen und es scheint, die Lösung sei einfach zu finden.
Die gemachten Angaben sind überschaubar und man meint alles sofort zu sehen. Die
tatsächliche Faszination liegt darin, dass sie auf unterschiedlichste Arten angegangen
werden kann und sich die Lösung nicht so einfach gewinnen lässt, wie man auf den ersten
Blick vermutet. Der Autor hat dieses Problem im Unterricht und in vielen Workshops bei
Lehrerfortbildungen gestellt und wurde immer wieder aufs Neue von der Vielzahl von
Überlegungen und Untersuchungen, die hierdurch initiiert wurden, überrascht. Vielleicht
sollte der Leser nach Absatz 1 innehalten und Papier und Stift zu Rate ziehen. Im Unterricht
selbst empfiehlt es sich auf Nachfragen am besten keine Lösungstipps geben, denn: die
selbst gefundene Lösung ist immer die Beste!
Wie skaliert man verschieden geformte Messgefäße?
[email protected]
Will man im Haushalt, in der chemischen Industrie oder in medizinischen Labors
Flüssigkeiten dosieren, so benutzt man hierfür häufig zylinderförmige Messgefäße mit
proportionalen Mess-Skalen. Jedoch können – je nach Design – beispielsweise
Haushaltsmessbecher auch nicht-zylindrische Längsschnitte haben und sind dann
demzufolge nicht proportional skaliert. Mathematisch interessant wäre demnach die Frage,
welche Zusammenhänge zwischen den Längsschnitten solcher Behälter und ihren
zugehörigen Skaleneinteilungen bestehen.
Fibonacci-Folgen mit mehr als zwei Summanden
Verfasser: StD Dr. Alfred Daniels, August-Dissen-Str. 37, 34414 Warburg, [email protected]
Dank der Romane von DAN BROWN ist die Fibonacci-Folge zu neuer Berühmtheit gelangt.
Hier werden nun Folgen untersucht, bei denen Folgeglieder nicht als Summe der zwei
Vorgänger, sondern als Summe von drei oder noch mehr Vorgängern gebildet werden.
Berechnet man auch bei diesen Folgen jeweils den Quotienten aus einem Folgenglied und
seinem Vorgänger, so erkennt man, dass auch diese Quotienten jeweils gegen einen
Grenzwert konvergieren. Analog zur Analyse der Fibonacci-Folge lassen sich auch diese
Grenzwerte als Nullstellen einfacher Polynomfunktionen ermitteln.
Spiegelungen, pythagoreische Zahlentripel und Fermats letzter Satz
Verfasser: StD Karl-Heinz Kreiner, Max-Liebermann-Str.24, 50259 Pulheim,
[email protected]
Es wird erläutert, wie man über Spiegelungen pythagoreische Zahlentripel und Formeln
dafür gewinnen kann. Außerdem werden pythagoreische Zahlentripel zu pythagoreischen nTupeln verallgemeinert. Diese n-Tupel werden durch Spiegelungen an Hyperebenen im ndimensionalen Raum gewonnen. Dabei werden die Begriffe Hyperebene und symmetrische
Matrix auf genetische Art und Weise hergeleitet. Abgerundet wird der Beitrag durch
fachübergreifende philosophische Fragestellungen.
Das Bewegungsbild der Ekliptik und die Höss'sche Kurve
Verfasser: StR i. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam, [email protected]
Versetzen wir uns in ein Planetarium und schalten nur den Himmelsäquator mit der
Tagesbewegung ein. Der Himmelsäquator bleibt im Auf- und Untergang mit dem Ost- und
Westpunkt gleichsam verankert (Pole ausgenommen) und behält für eine bestimmte
geografische Breite seine Lage bei. Ganz anders verhält es sich dagegen mit der Ekliptik
(»Finsternislinie«), der scheinbaren Jahresbahn der Sonne, deren Bewegung sich von der
des Himmelsäquators wesentlich unterscheidet. Der Beitrag stellt einen Vergleich zwischen
dem Himmelsäquator und der Ekliptik dar. Zum Abschluss wird die wenig bekannte
Bewegungskurve der Ekliptik, die sogenannte »Höss’sche Kurve«1 vorgestellt.
Einsatz eines Lichtsensors
Verfasser: Elmar Bergeler, Didaktik der Physik an der Technischen Universität Dresden,
01062 Dresden, [email protected]; Manolis John, Marie-Curie-Gymnasium,
Zirkusstraße 7, 01069 Dresden, [email protected]; Prof. Dr. Gesche Pospiech,
Didaktik der Physik an der Technischen Universität Dresden, 01062 Dresden,
[email protected]
Es gibt eine Reihe von Anbietern von Sensoren zur Messwertaufnahme auf dem Markt. Die
in diesem Beitrag verwendeten Lichtsensoren werden über einen Analog-Digital-Wandler mit
einem grafikfähigen Taschenrechner verbunden1. Einige Experimente mit Lichtsensor
werden vorgestellt.
Bentonit
Verfasser: Björn Hesselink; Dieter Sgoff; Prof. Dr. Hans Joachim Bader
Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. H. J. Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität,
Fachbereich Chemische und Pharmazeutische Wissenschaften, Institut für Didaktik der
Chemie, Max von Laue Str. 7, 60438 Frankfurt/M.,
[email protected]
In einer vorangegangenen Publikation über Bentonite wurde auf die Schulrelevanz der
Thematik eingegangen sowie eine Übersicht über Vorkommen, Gewinnung, Aufbau und
Eigenschaften von Bentoniten gegeben. Insbesondere wurde auf Calcium-Bentonit und
daraus gewinnbarem Natrium-Bentonit (»alkalische Aktivierung«) eingegangen. Die
Eigenschaften und Verwendungen wurden anhand der Fähigkeit zum Ionenaustausch, des
Quellvermögens, der Fähigkeit zur Bildung hochviskoser und thixotropher Suspensionen und
des Adsorptionsvermögens aufgezeigt. In dieser Publikation werden die Eigenschaften der
durch saure Aktivierung, also durch Austausch der Calcium-Ionen der Zwischengitterschicht
gegen Protonen, erhaltenen Bentoniten in das Zentrum der Betrachtungen gestellt.
Weiterhin wird auf die organische Aktivierung, also den Austausch der Calcium-Ionen gegen
organische Kationen, näher eingegangen. Wie auch im ersten Teil der Publikation werden
einfache Experimente mit käuflichen Edukten zu den jeweiligen Themenbereichen
vorgestellt.
Vom Alltagsbegriff zum Fachbegriff
Verfasser: Roland Meloefski, [email protected]
Naturwissenschaftliche Erkenntnisse sind sprachlich vermittelt; das Erfassen von
Sachverhalten und die Gewinnung von Erkenntnissen geschieht über Sprache. Das Anliegen
des (Chemie-)Unterrichts ist auf die Umwandlung der Alltagsbegriffe in Fachbegriffe und auf
begriffliche Neuschöpfungen gerichtet. Auf der Grundlage der Fachbegriffe lässt sich
Fachsprache entwickeln. Begriffslernen ist eingebettet in Kontexte kognitiver Art und stellt
den Vollzug einer bestimmten Kombination von Prozessschritten des Erkennens im Sinne
der Informationsverarbeitung dar. Im Text werden der analytische und der synthetische Weg
der Begriffsbildung an je einem Beispiel aus dem Unterricht dargestellt. Anschließend sind
einige methodische Hinweise zur Begriffsbildung im Unterricht zusammengestellt.
Gestaltung des Biologieunterrichts auf evolutionsbiologischer Grundlage
Verfasser: Dr. Jens Dübel, Friedrich Miescher Institut für biomedizinische Forschung,
Maulbeerstr. 66, CH 4058 Basel; Prof. Dr. Horst Bayrhuber, Leibniz-Institut für die Pädagogik
der Naturwissenschaften (IPN) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel,
Olshausenstraße 62, 24098 Kiel, [email protected] und [email protected]
In den von der Kultusministerkonferenz verabschiedeten Bildungsstandards im Fach
Biologie für den Mittleren Schulabschluss wird neben den Basiskonzepten System und
Struktur/Funktion das Basiskonzept Entwicklung (Evolution und Individualentwicklung) als
zentraler Begriff genannt. Die Evolutionstheorie dient als übergreifendes Erklärungsmodell in
den unterschiedlichen Disziplinen der Biologie. Eine curriculare Strukturierung des
Biologieunterrichts durch Bezugnahme auf die Evolutionstheorie ermöglicht den Lernenden
folglich, Fragestellungen aus der Perspektive verschiedener Teildisziplinen der Biologie vor
dem Hintergrund evolutionsbiologischer Kenntnisse zu bearbeiten und miteinander in
Beziehung zu setzen. In dem folgenden Beitrag wird anhand ausgewählter Beispielen
gezeigt, wie sich die Basiskonzepte System und Struktur/Funktion mit dem Basiskonzept
Entwicklung (Evolution) verknüpfen lassen. Dabei steht die Erklärung biologischer Systeme
und Struktur-Funktionszusammenhänge aus evolutionsbiologischer Perspektive im
Vordergrund.
Einfache Experimente zu Energiewandlern mit Blechdosen
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden; Göran Tronicke
Anschrift: Technische Universität Dresden, Fachbereich Physik/Professur Didaktik der
Physik, Mommsenstraße 13, 01069 Dresden, [email protected]
Die Bedeutung energetischer Betrachtungen hat im letzten Jahrzehnt im Unterricht ständig
zugenommen. Das weisen zahlreiche neue Lehrpläne aus. Aus physikalischer und
technischer Sicht ist es zweckmäßig, eine Vielzahl von Geräten und Anordnungen als
Energiewandler zu bezeichnen und zu kennzeichnen. Die Vielfalt der Energiewander ist
groß. So kann z. B. die elektrische Energie mittels Elektromotoren oder elektrostatischer
Motoren in mechanische Energie umgewandelt werden. Wasserkocher und Heizstrahler sind
Energiewandler, die elektrische Energie in thermische Energie umwandeln. Ein
Wasserzersetzungsapparat wandelt elektrische Energie in chemische um.
Energiesparlampen und Lichtemitterdioden verwandeln elektrische Energie in Licht.
Aufgaben
Schokolade und Ernährung
[email protected]; Dr. Jürgen Petri, [email protected]
Interessante und weniger interessante Kontexte für das Lernen von
Naturwissenschaften
Verfasser: Dr. Doris Elster, Leibniz Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften der
Universität Kiel, Olshausenstraße 62, 24098 Kiel, [email protected]
ROSE (The Relevance of Science Education) ist eine internationale Vergleichsstudie zu den
Einflussfaktoren naturwissenschaftlichen Lernens. Dazu werden die Interessen, Meinungen
und Einstellungen Jugendlicher mittels eines standardisierten Fragebogens erhoben. In der
vorliegenden Studie werden erste empirisch gewonnene Daten der in Deutschland und
Österreich durchgeführten ROSE-Erhebung, an der 1247 Schülerinnen und Schüler am
Ende der Sekundarstufe 1 teilgenommen haben, vorgestellt. Die Ergebnisse identifizieren
typische Jugendthemen und geben Aufschluss über die Veränderung der Interessen
Jugendlicher in den letzten zehn Jahren. Sie belegen, dass vor allem Kontexte in
Zusammenhang mit Gesundheit, Fitness, Mystik und Spektakulärem für heutige Jugendliche
interessant sind. Davon ausgehend lassen sich Impulse für eine Unterrichtskonzeption in
geschlechterspezifischen Interessenskontexten ableiten.
Landesverbandstagungen 2007 - Jahr der Mathematik
Besprechungen
Bücher
Standpunkt
Lehrer-TÜV für Bildungsgerechtigkeit
Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der
Chemie I, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected]
Lernprozesse im Schülerlabor anregen und evaluieren
Verfasser: Dr. Claudia v. Aufschnaiter, Universität Hannover, Institut für Didaktik der
Mathematik und Physik, Bismarckstr. 2, 30173 Hannover, [email protected]; Matylda
Dudzinska, Sonja Hauenschild, Henning Rode
Schülerlabore haben sich in den letzten Jahren rasant entwickelt und werden sowohl von
Schülern als auch von Lehrkräften meist gern besucht. Zunehmend finden sich auch
Konzeptionen, die schulisches und außerschulisches Lernen verbinden und damit mittel- bis
langfristig eine erhöhte Motivation sowie verbesserte fachwissenschaftliche Kompetenzen
erreichen wollen. Obwohl Befunde über die positive Wirkung von Schülerlaboren auf die
Interessen an und die Motivation für die als eher unbeliebt geltenden Fächer Chemie und
Physik vorliegen, ist über die Lernprozesse der Schüler im Labor vergleichsweise wenig
bekannt. Der Aufbau des Schülerlabors TechLab an der Universität Hannover wurde genutzt,
um neben den üblichen Befragungsdaten auch Videoaufzeichnungen der Schüleraktivitäten
durchzuführen und diese für die Analyse der Lernprozesse der Schüler als
Evaluationsinstrument zu nutzen.
Schulpraxis
Drachenvierecke mit einer besonderen Eigenschaft
Verfasser: Dr. Berthold Schuppar, Universität Dortmund, Fachbereich Mathematik, IEEM, D44221 Dortmund, [email protected]; Dr. Hans Humenberger,
Fakultät für Mathematik, Nordbergstr. 15 (UZA 4) A-1090 Wien,
[email protected]
"Der Inkreismittelpunkt eines Drachenvierecks wird konstruiert als Schnittpunkt der
Verbindungsstrecken gegenüberliegender Seitenmittel." - Diese Schülerlösung ist zwar im
Allgemeinen falsch, führt aber manchmal tatsächlich zum Ziel, nicht nur bei Rauten. Es
werden diejenigen Drachen charakterisiert, bei denen die obige Konstruktion zutrifft, und
zwar auf zwei verschiedene Arten (konstruktiv und rechnerisch).
Zusammenfügen von Funktionen
Verfasser: Rolf Rose, Lindenweg 45, CH-2532 Magglingen
Dieser Beitrag befasst sich mit einfachen Überlegungen zum Zusammenfügen von einzelnen
abschnittsweise definierten Funktionen zu einer einheitlichen Funktion auf der Menge der
reellen Zahlen.
Statistische Größen und lineare Regression aus geometrischer Sicht
Verfasser: StD Dr. Hans-Joachim Feldhoff, Heinrich-Lübke-Str. 5, 50374 Erftstadt,
[email protected]
Zentrale metrische Begriffe der analytischen Geometrie wie Skalarprodukt, Länge, Winkel,
Orthogonalität usw. lassen sich mühelos von IR2 bzw. IR3 in höhere Dimensionen
übertragen. Der folgende Beitrag zeigt, wie man durch Anwendung der analytischen
Geometrie in höherdimensionalen Räumen zu interessanten Einsichten über statistische
Methoden kommt. Dabei erscheinen einige wohlbekannte statistische Größen in neuem
Licht.
Die Physik der Bungeejumpings in Excel
Verfasser: Prof. Dr. N. Brunner, [email protected]; Prof. Dr. M. Kühleitner,
[email protected]; Mag. A. Lindner, [email protected]
Viele Menschen sind von Bungeejumping fasziniert. Man fällt nur wenige Sekunden im freien
Fall, bevor man von einem Seil langsam gebremst und wieder in die Höhe gezogen wird. Die
physikalischen Gesetze zur Beschreibung eines solchen Sprungs kennt man, seit SIR
ISAAC NEWTON (1643-1727) in der bahnbrechenden Schrift "Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica" (London, 1687) das Gravitationsgesetz und die
Bewegungsgleichungen dargelegt hat. Trotz langjähriger Tradition sind diese Ergebnisse im
Unterricht auch heute nicht leicht zu vermitteln. Dieser Artikel soll zeigen, dass man einen
derartigen Bewegungsvorgang gänzlich elementar (ohne Differential- und Integralrechnung)
in einem Tabellenblatt in Excel simulieren und gegebenenfalls optimieren kann. (Das Blatt
mit animierten Grafiken kann von den Autoren bezogen werden.)
Nicht nur der Töpfer braucht Ton
Verfasser: Björn Hesselink; Dieter Sgoff, Dr. Stefan Horn, Prof. Dr. Hans Joachim Bader,
Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. H. J. Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität,
Chemie, Max von Laue Str. 7, 60438 Frankfurt/M., [email protected]
Schulversuche mit Bentoniten
Bentonite sind weitgehend unbekannte heimische Tone, die durch Verwitterung vulkanischer
Aschen entstanden sind. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften wie ihrem Quellvermögen,
ihrer Adsorptionsfähigkeit und der Thixotrophie wässriger Suspensionen finden sie eine
breite technische Anwendung. Bentonite sind aber nicht nur aus dieser Sicht für den
Chemieunterricht interessant. Sowohl der Zusammenhang zwischen Struktur und
Eigenschaften als auch die Möglichkeit, die Thematik durch Experimente für den Unterricht
der Sekundarstufen I und II zu erschließen, macht sie zu einem attraktiven Inhalt. Im
vorliegenden Beitrag werden die Grundlagen der Thematik, die Eigenschaften natürlich
vorkommender Bentonite und der durch alkalische Aktivierung erhältlichen Natriumbentonite
vorgestellt. Im Zentrum eines weiteren Beitrages, der in Kürze in der MNU erscheinen wird,
stehen die saure und die organische Aktivierung von Bentonit und die Anwendung der
gewonnenen Produkte. Da es nicht möglich war, alle Versuchsvorschriften aufzunehmen,
wurde eine Auswahl mit der Konzentration auf einfach und schnell durchzuführende
Experimente getroffen. Vorschriften für weitere interessante, aber aufwändigere Versuche
stellen die Autoren auf Anfrage gerne zur Verfügung.
Erkenntnismethode als Werkzeug selbst gesteuerten Lernens
Verfasser: OStR' Astrid Wasmann-Frahm, Kooperative Gesamtschule in Tornesch, KlausGroth Str. 11, 25436 Tornesch, [email protected]
Für die Einheit "Ordnen der Wirbeltiere" bzw. "Einführung in die Wirbeltiere" wird ein
Unterrichtskonzept vorgestellt, bei dem die Methodenschulung als Werkzeug für den
selbsttätigen Erwerb der Wirbeltierbegriffe im Vordergrund steht. Die eingeführte Methode
des Vergleichens basiert auf dualistischen Vergleichsvorstellungen, nach denen zwei
unabhängig voneinander arbeitende Vorgänge, ein assoziativer Teil und ein theoriebasierter,
interagieren. Einen Beitrag zum Theorieansatz bildet die Einführung in die
stammesgeschichtliche Entwicklung der Wirbeltiere. Ausgehend von der Methodenschulung
verändern Schüler ihre Tierkonzepte selbst gesteuert. Eine Interventionsstudie an drei
fünften Klassen zeigt, dass die Erweiterung der Vergleichskompetenzen um die
theoriebasierte Komponente Schüler zu einem Konzeptwechsel von Tierbegriffen führt.
Alkoholische Gärung im Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Christine Froese; Dr. Ulrich Gross, Hausbergstr. 25, 61231 Bad Nauheim,
[email protected]
Die alkoholische Gärung ist ein bedeutsamer Prozess in der Natur, durch den Ethanol und
Kohlenstoffdioxid entstehen. Die gesellschaftliche Relevanz der alkoholischen Gärung liegt
in ihrer praktischen Anwendung wie der Bier- oder der Weinherstellung sowie dem Brot- oder
Kuchenbacken. Diese Vorgänge sind Schülern und Schülerinnen sowie Studierenden durch
ihre Erfahrungen im elterlichen Haushalt oder auch der hauseigenen Herstellung von
Obstweinen geläufig. Das Gärungsprodukt Ethanol spielt im Alltag als Brennspiritus,
Lösungsmittel oder auch in manchen Ländern als Treibstoff eine große Rolle.
Aufgaben
Ein Blick an den Nachthimmel
Verfasser: Christoph Kulgemeyer, kulgemey@uni-bremen; Erik Einhaus,
[email protected]; Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, [email protected]
Einfache Computer-Simulation von finanziellem Risiko
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Schäl, Institut für Angewandte Mathematik, Universität Bonn,
Wegelerstr. 6, 53115 Bonn, [email protected]; Prof. Dr. Dietrich Stauffer, Institut für
Theoretische Physik, Universität zu Köln, Zülpicherstr. 77, 50923 Köln, [email protected]
Wirtschaftsfragen werden seit langem mit mathematischen Methoden behandelt, aber
vorausschauende Nobelpreisträger wie Stigler und Markowitz haben schon vor langer Zeit
auch Computer-Simulation von Finanzmärkten veröffentlicht. In Deutschland kann
Wirtschaftsinformatik, Wirtschaftsmathematik und Wirtschaftsphysik studiert werden.
Insbesondere die Physiker haben sich seit einem Jahrzehnt besonders zahlreich in
"econophysics" engagiert. Der folgende Beitrag kann in der Oberstufe im Rahmen von
Mathematik, Informatik, Physik oder Wirtschaftslehre, insbesondere aber bei einem
interdisziplinären Projekt verwendet werden.
Mehr Interesse am Chemieunterricht durch Praxisorientierung?
Verfasser: Dr. Michael Schminke, [email protected], Deutsche Schule Stockholm,
Karlavägen 25, S-11431 Stockholm; Prof. Dr. Peter Pfeifer, Erziehungswissenschaftliche
Fakultät, Universität Erlangen-Nürnberg, Regensburger Str. 160, D-90478 Nürnberg,
[email protected]; Prof. Dr. Ludwig Haag, Lehrstuhl für Schulpädagogik,
Universitätsstraße 30, D-95440 Bayreuth, [email protected]
Mit Hilfe einer Fragebogenerhebung wurde das Interesse von 320 Gymnasiasten an Chemie
und am Chemieunterricht analysiert. Weiterhin wurde untersucht, welchen Einfluss
Jahrgangsstufe, Geschlecht, Schulzweig, Testzeitpunkt, mathematisch-logische Intelligenz
und eine "Chemie im Kontext"-Unterrichtseinheit auf das Schülerinteresse haben.
Mitteilungen des Fördervereins
Besprechungen
Bücher
MNU-Standpunkt
Frischer Wind für den naturwissenschaftlichen Unterricht
Verfasser: Wolfgang Asselborn
Evolution, Bäume und Algorithmen
Verfasser: Dipl.-Gyml. D. Dossing; Prof. Dr. S. Walcher, Lehrstuhl A für Mathematik, RWTH
Aachen, 52056 Aachen; Prof. Dr. H. Wagner, Institut für Biologie II, RWTH Aachen, 52056
Aachen; Prof. Dr. V. Liebscher, Institut für Mathematik und Informatik, Ernst Moritz ArndtUniversität Greifswald, 17487 Greifswald
Die Bestimmung und der Vergleich von DNA- und Proteinsequenzen ist seit einigen Jahren
ein zentrales Thema der Molekularbiologie und Genetik. Dabei spielen Methoden der
Mathematik und Informatik eine wesentliche Rolle, und es ist sogar eine neue
wissenschaftliche Disziplin entstanden: die Bioinformatik. In diesem Artikel werden einige
Probleme und Methoden näher betrachtet, die bei Sequenzvergleichen und bei der
Rekonstruktion von Stammbäumen auftreten. Dies ist nur ein Ausschnitt aus einem
Gesamtbild, aber es ist ein wesentlicher und relativ leicht zugänglicher Ausschnitt. Manche
Methoden und Algorithmen sind allgemeiner für Merkmalsvergleiche und Klassifikation nach
Ähnlichkeit/Unterschiedlichkeit geeignet.
Schulpraxis
Das Sekretärinnenproblem
Verfasser: StD Rüdeger Baumann, Italienischer Garten 15, 29221 Celle, [email protected]
Eine Hauptaufgabe der Stochastik besteht darin, Methoden bzw. Verfahren zu entwickeln
und zu begründen, die es erlauben, in Ungewissheitssituationen vernünftige Entscheidungen
zu treffen, d. h. solche, bei denen das Risiko unerwünschter Handlungsfolgen
vergleichsweise klein, die Erfolgschance dagegen groß ist. Im Beitrag wird dargestellt, wie
Schüler anlässlich eines "Problems der besten Wahl" mittels Computersimulation eine
optimale Strategie entwickeln und diese durch mathematische Überlegungen begründen
können.
Dynamische Geometrie als techniches Spielzeug
Verfasser: StRin Brigitte Distel, Hardenberg-Gymnasium, Kaiserstraße 92, 90763 Fürth; StD
i. R. Harald Walter, In der Berten 10, 90766 Fürth
Dynamische Geometrie ist mittlerweile ein unverzichtbarer Bestandteil eines zeitgemäßen
Geometrieunterrichts. Mit diesem Beitrag wird auf eine Anwendungsmöglichkeit dynamischer
Geometrieprogramme hingewiesen, die etwas außerhalb des traditionellen
Geometrieunterrichts liegt.
Die beste Lösung ist immer die selbst entdeckte
Verfasser: Prof. Günter Steinberg, Mutzenbecherstr. 3, 26131 Oldenburg
Dieser Beitrag basiert auf dem themengleichen Vortrag den der Autor auf dem 97. MNUKongress in Karlsruhe im April 2006 gehalten hat. Der These POLYAS folgend, es sei
besser, ein Problem auf fünf verschiedenen Wegen zu lösen, als fünf Probleme zu lösen, soll
vorgestellt werden, wie Schüler unbeeinflusst vom "Erwartungshorizont" des Lehrers ihre
eigenen Wege suchen und wie dabei nicht nur individuelle Kompetenz gefördert, sondern
auch kollektiver Fortschritt ermöglicht werden.
Eine Sektkellerei mit mathematischer Ästhetik
[email protected]
Die Sektkellerei CODORNIU im Hinterland der Costa Brava gehört zu den bekanntesten
Spaniens. Die Architektur des historischen Stammgebäudes ist geprägt von zahlreichen
Parabelbögen verschiedener Größe, welche auch zu mathematischen Aktivitäten anregen.
Ökoeffizienz-Analyse der BASF
Verfasser: Dr. Peter Saling, BASF Aktiengesellschaft, GUP/CE-Z 570, 67056 Ludwigshafen,
[email protected]
Das Leitbild einer zukunftsverträglichen, nachhaltigen Entwicklung stellt eine der großen
Herausforderungen in der heutigen Zeit dar. Nachhaltigkeit bedeutet dabei heutige
Bedürfnisse so zu befriedigen, dass zukünftige Generationen nicht die Möglichkeit verlieren,
ebenfalls ihre Bedürfnisse befriedigen zu können. Der Rat für Nachhaltige Entwicklung der
Bundesregierung formuliert dies so: "Nachhaltige Entwicklung heißt, Umweltgesichtspunkte
gleichberechtigt mit sozialen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu berücksichtigen ...
Zukunftsfähig wirtschaften bedeutet also: Wir müssen unseren Nachkommen ein intaktes
ökologisches, soziales und ökonomisches Gefüge hinterlassen". Die gleichrangige
Betrachtung von ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlich-sozialen Zielsetzungen
ist dabei ein grundlegender und entscheidender Faktor. Ebenso wichtig bei der Bewertung
von Nachhaltigkeit ist die ganzheitliche Betrachtungsweise von Produkten und Prozessen
über den gesamten Lebensweg (von der "Wiege bis zur Bahre").
Zur ökologischen Bewertung von Produkten hat sich mit der Ökobilanzierung, also der
Betrachtung der Umweltauswirkungen über den gesamten Lebensweg, ein Verfahren
durchgesetzt, das diesem Anspruch gerecht wird.
Nachhaltigkeit lässt sich aber nur mit wirtschaftlichem Erfolg erreichen. Dazu müssen
Unternehmen wettbewerbsfähig sein. Umweltschutz und Ressourcen schonen um jeden
Preis wird deshalb zum Scheitern verurteilt sein. Die von BASF entwickelte ÖkoeffizienzAnalyse erlaubt es nun, bei der Entwicklung von Optimierung sowohl von Produkten als
auch von Verfahren Ökonomie und Ökologie gemeinsam zu betrachten und die effizienteste
Methode auszuwählen. Es gilt optimal anzuwendende Produkte mit guter Umwelt- und
Kostenperformance zu realisieren.
Zur Veranschaulichung dieser Sachverhalte wurde aufbauend auf einer zuvor für die
rheinland-pfälzische Landesregierung angefertigten Ökoeffizienz-Analyse für
Mineralwasserverpackungen ein Planspiel erarbeitet, das auch im Schulbereich eingesetzt
werden kann.
Warum sind Zitronen gelb?
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Ibergweg 12, 88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Reife Zitronen erscheinen dem Betrachter gelb, weil sie den blau-violetten Anteil des
einfallenden Tageslichtes nur schwach und den Rest des sichtbaren Spektrums gut
reflektieren.
Optische Abbildung und Fourier-Optik
Verfasser: Prof. Dr. Roger Erb, Pädagogische Hochschule Schwäbisch Gmünd, Abteilung
Physik, Oberbettringer Str. 200, 73525 Schwäbisch Gmünd, [email protected]
Die optische Abbildung ist der eigentliche Anlass, um sich mit der Ausbreitung des Lichtes
auseinanderzusetzen. Allerdings spielen im Physikunterricht die dabei entstehenden
grundsätzlichen Fragen oft eine gegenüber der Konstruktion von Lichtstrahlen einerseits und
der Beschreibung von Interferenz- und Beugungsbildern andererseits eher untergeordnete
Rolle. Der vorliegende Beitrag versucht daher aufzuzeigen, wie im Physikunterricht auf dem
Niveau der gymnasialen Oberstufe anknüpfend an die Inhalte der geometrischen Optik der
Mittelstufe ein tiefer gehender Einblick in das Thema optische Abbildung unter
Berücksichtigung der Fourier-Optik gewonnen werden kann.
Evolution des Rauchens: Von der Friedenspfeife zur (Lust-)Zigarette
49080 Osnabrück
Der Beitrag beschreibt ein Projekt für einen Biologiekurs "Evolutionslehre", in dem am
Beispiel der Evolution des Rauchens und der Raucherwerbung Evolutionsprinzipien
erarbeitet werden.
Aus den Landesverbänden
Besprechungen
Bücher
Download-Service: Heft-2007-1-Rettet-Bildung.pdf
(Aufruf "Rettet die mathematisch-naturwissenschaftliche Bildung!", Adolf Klein, 1982)
Download-Service: Heft-2007-1-G8-gyO.pdf
MNU-Standpunkt
Rettet die mathematische und naturwissenschaftliche Bildung!
Gekrümmte Welten und die Geschwindigkeit der Galaxien hinter dem Horizont
Verfasser: Prof. Dr. Dierck-E. Liebscher, Astrophysikalisches Institut Potsdam, An der
Sternwarte 16, 14482 Potsdam
Es ist die Krümmung der Raum-Zeit-Union, die das Schwerefeld beschreibt, nicht allein die
Krümmung des Raums. Aufbauend auf die Darstellung der Krümmung von Fläche und
Raum wird die gekrümmte Raum-Zeit vorgestellt und veranschaulicht.
Zur didaktischen Kultur des Fehler-Entdeckens - oder: Wie man lernt, Fehler zu finden
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie, Fliednerstr. 21, 48149
Münster, Fax: 0251-83-31330, [email protected]
Der Modellversuch "Körperformen im Wasser - Bedeutung der Körperform für Schwimmund Schwebefähigkeit" wurde kritisch analysiert. Es zeigten sich methodische Fehler in der
Versuchskonzeption. An Hand dieser Analyse wird aufgezeigt, welche Schwierigkeiten beim
kritischen Durchführen und Durchdenken von Versuchen auftreten. Der Grundgedanke,
Probleme zu entdecken, Fehler zu finden und aus diesen Fehlern zu lernen, wird vielfach
diskutiert. Eine didaktische Kultur mit dem Ziel, die "Fähigkeit, Fehler zu finden" zu
verbessern, muss aber erst noch entwickelt werden. Es wird ein erstes Raster vorgestellt,
um Experimente auf Tragfähigkeit und auf Fehler zu überprüfen (Checkliste).
Schulpraxis
Neuronen und die Poisson-Verteilung
Verfasser: Daniela Dossing, Lehrstuhl A für Mathematik, RWTH Aachen, 52056 Aachen,
[email protected]; Prof. Dr. Hermann Wagner, Institut für Biologie II,
RWTH Aachen, 52056 Aachen, [email protected]; Prof. Dr. Sebastian Walcher,
Lehrstuhl A für Mathematik, RWTH Aachen, 52056 Aachen, [email protected]
Die Informationsverarbeitung im Nervensystem wird bewirkt durch Übertragung von Signalen
von Nervenzellen (Neuronen) auf andere Zellen. Diese Übertragung erfolgt an den
Synapsen. In diesem Artikel behandeln wir speziell die Weiterleitung von Nervenimpulsen an
chemischen Synapsen.
Fußpunktkurven - Neue Wege zu alten Kurven
Verfasser: StD i. R. Othmar Schmid, Maikammerer Str. 19, 81539 München,
[email protected]
Die Behandlung der Fußpunktkurven eröffnet die Möglichkeit, die im Mathematikunterricht
seit langem vernachlässigten "klassischen" Kurven - unter Einsatz moderner
mathematischer Hilfsmittel - zu revitalisieren. Mit Hilfe des CAS Derive und der dynamischen
Geometriesoftware Cinderella werden die Fußpunktkurven zu Kreis, log. Spirale und
Astroide berechnet und gezeichnet. Die Besprechung der Gegenfußpunktkurven bietet die
Gelegenheit, die Enveloppe einer einparametrigen Kurvenschar zu berechnen.
Geradenkonstellationen
Verfasser: OStR Eckart Schmidt, Hasenberg 27, 24223 Raisdorf, [email protected]
Anzahl der Schnittpunkte, Gebiete und Abschnitte
Eine besondere Summe von Stammbrüchen
Verfasser: StD i. R. Wolfgang Rieder, Rostocker Weg 15, 87700 Memmingen
Es wird gezeigt, dass die Summe aller Stammbrüche, deren Nenner jeweils eine Potenz aus
zwei natürlichen Zahlen größer als eins ist, den Wert eins hat.
Experimentieren mit einem Augenmodell
Verfasser: Claus Brell, [email protected]; Dr. Heike Theyssen, [email protected]; Prof. Dr. Horst Schecker, [email protected]; Institut für Didaktik
der Naturwissenschaften (IDN), Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Postfach
330440, 28334 Bremen
Die kurze Unterrichtseinheit besteht im Kern aus einem Schülerexperiment zum
Abbildungsvorgang im menschlichen Auge (insbesondere Nahpunkt). Der Lehrer zieht sich
auf eine Moderatorenrolle zurück. Die Schüler arbeiten in Zweierteams und weitgehend
selbstständig. Das Schülerexperiment kann in vier alternativen Unterrichtsszenarien
bearbeitet werden. Jedes Unterrichtsszenario fokussiert auf jeweils eine Medienkombination:
Realmodell alternativ zu einem Interaktiven Bildschirmexperiment (IBE) mit einer
Strahlengangsimulation alternativ zu Papier-Konstruktionshilfen. Der Lehrer kann das
Unterrichtsszenario mit seiner bevorzugten Medienkombination wählen. Insbesondere die
computergestützten Unterrichtsszenarien kommen mit geringem Logistikaufwand aus. Die
Materialien sind als Download über http://L-Forschung.de erhältlich.
Klebstoffe - ein Thema für den Chemieunterricht in Klasse 7
Verfasser: Dr. Erhard Irmer, Otto-Hahn-Gymnasium, Carl-Zeiss-Str. 6, 37081 Göttingen,
[email protected]
Die Beschäftigung mit Klebstoffen bietet die Möglichkeit, die in den Rahmenrichtlinien für
den Chemieunterricht der Klasse 7 geforderten Inhalte mit einem alltagsrelevanten und an
den Schülerinteressen orientierten Thema zu erarbeiten. Vorgestellt wird ein experimentell
ausgerichteter Unterrichtsgang, der ausgehend von der Herstellung eines Stärkekleisters mit
einfachen Modellen die Eigenschaften von Klebstoffen und die Vorgänge beim Aushärten
eines Klebers phänomennah erklärt.
Dimensionen Ethischer Urteilskompetenz
Verfasser: Katja Reitschert, Jürgen Langlet, Dr. Corinna Hössle, Nicola Mittelsten Scheid, Dr.
Kirsten Schlüter
Was sollen Schülerinnen und Schüler im Bereich der (bio-)ethischen Kompetenz können? In
diesem Artikel wird ein Vorschlag zur Dimensionierung und Niveaukonkretisierung der
Ethischen Urteilskompetenz unterbreitet und anhand von Schüleräußerungen illustriert.
Aufgaben
Reibung
Verfasser: Christoph Kulgemeyer, [email protected]; Erik Einhaus, Universität
Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Abt.
Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen, [email protected]; Dr.
Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg,
26111 Oldenburg, [email protected]
Computerunterstütztes Problemlösen im Chemieunterricht
Verfasser: Dr. Verena Pietzner, TU Braunschweig, Abteilung Chemie und Chemiedidaktik,
Pockelstr. 11, 38106 Braunschweig, [email protected]
Problemorientiertes Arbeiten wird im Chemieunterricht in der Regel über die Planung und
Durchführung von Experimenten vollzogen. Die Schüler lernen, durch eine offen gestaltete
Lernumgebung ihre Fähigkeiten zu erproben, Wissen anzuwenden und zu vernetzen sowie
Schlussfolgerungen zu ziehen. Die Förderung problemlösenden Arbeitens erscheint gerade
in der Sekundarstufe I sinnvoll. Doch kann in dieser Schulstufe auch der Computer zum
problemorientierten Lernen eingesetzt werden? In der zehnten Klasse einer Integrierten
Gesamtschule wurde eine computergestützte Problemlösesituation gefilmt und analysiert.
Die Ergebnisse zeigen, dass problemorientiertes Arbeiten am Computer auch mit einfachen
Mitteln möglich sein kann.
Besprechungen
Bücher
2006 (Jahrgang 59)
Download-Service: Heft-2006-8-Fragebogen.pdf(Online-Ergänzung zu
Dreesmann/Schmaloske "Gentechnik bereits in der Orientierungsstufe?" (Fragebogen))
Standpunkte
Schulreform nach PISA - zum Beispiel Niedersachsen
Verfasser: Werner Wegner (Vorsitzender Landesverband Niedersachsen)
Permanenter Graffitischutz
Verfasser: Dr. Burkhard Standke, Degussa AG, Untere Kanalstraße 3, 79618 Rheinfelden,
[email protected]
Spezielle organofunktionelle Silan-Systeme erzeugen auf mineralistischen Oberflächen stark
ausgeprägte Hydro- und Oleophobie. Auf diese Weise werden schmutzabweisende und
sogar Antigraffiti-Oberflächen erreicht. Auf porösen, mineralischen Baustoffen werden
spezielle, wasserbasierte Silanol-Gruppenreiche Silan-Systeme mit kontrollierter
Micellengröße im Bereich von weniger als 100 nm eingesetzt. Auf diese Weise lässt sich die
Eindringtiefe bei Applikation auf porösen Substraten auf wenige Zehntel Millimeter
begrenzen und eine hohe Silan-Konzentration auf der sichtbaren Baustoffoberfläche
erzeugen, was zur Optimierung der Performance und aus wirtschaftlichen Gründen
erforderlich ist. Die Silan-Systeme sind aufgrund ihrer speziellen chemischen
Zusammensetzung UV- und witterungsstabil. Sie sind gut kombinierbar mit der
hydrophobierenden Tiefenimprägnierung mit monomeren Alkylalkoxysilanen. Baustoffe
werden auf diese Weise optimal gegen Schädigungsmechanismen, die auf eindringendes
Wasser zurückzuführen sind, und gegen Verschmutzungen bis hin zu Graffiti-Attacken
geschützt. Die Systeme sind aufgrund ihrer überragenden Wasserdampfdurchlässigkeit
hervorragend für Fassadenbaustoffe geeignet. Sie sind umweltfreundlich, da sie
wasserbasiert, lösemittelfrei und nach EU-Chemikalienrecht nicht kennzeichnungspflichtig
sind.
Eine intergalaktische Reise
Verfasser: Prof. Dr. Heinz Blatter, Institut für Atmosphäre und Klima der Eidgenössischen
Technischen Hochschule (ETH), Universitätsstraße 16, CH-8092 Zürich; Prof. Dr. Thomas
Greber, Physik Institut der Universität Zürich, Winterthurerstr. 190, CH-8057 Zürich
In einem ergänzenden Beitrag zu "Der Lorentz-Raum und die Spezielle Relativitätstheorie"
von D. Götzl wird gezeigt, dass der Parameter, der bei der Formulierung der
Lorentztransformation mit Hilfe der hyperbolischen Funktionen auftritt, eine unmittelbare
physikalische Bedeutung als ein Geschwindigkeitsmaß hat. Eine klare Definition und
Benennung unterschiedlicher Geschwindigkeitsmaße ermöglicht, die relativistische
Kinematik und Dynamik anschaulich einzuführen. Dies wird am Beispiel eines
relativistischen Raumfluges über intergalaktische Distanzen vorgeführt.
Schulpraxis
Zahlenfolgen mit homogenem Ziffernkern
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Brockhaus, [email protected]; Prof. Dr. Walter
Oberschelp, [email protected]
M. Floderer und H. Schneider beschäftigen sich in dieser Zeitschrift mit Primzahlen und
Teilbarkeiten in der Zahlenfolge = <1, 13, 133, 1333, ...>. Sie stellten die Frage nach
weiterführenden Ideen. U. E. Fischer stellt weitere Bemerkungen zur Diskussion. Wir wollen
an diese Arbeiten anknüpfen und zeigen, wie weit Schüler heute mit einem handelsüblichen
Rechner, mit kostenloser Software und mit anderen im Internet zugänglichen Ressourcen
sowie mit etwas Geduld bei der Untersuchung dieser und ähnlicher Zahlenfolgen kommen
können und welche Einsichten dabei zu gewinnen sind.
Besondere Linien im Dreieck - eine Verallgemeinerung
Verfasser: MinRat Dieter Götzl, Hochsteiger Weg 6, 82205 Gilching, [email protected]
Als besondere Linien im Dreieck werden die E0-Transversalen untersucht. Wie die Seitenund Winkelhalbierenden schneiden sich auch diese Linien in einem Punkt; die
Mittelsenkrechten und die Höhen des Dreiecks ergeben sich als Spezialfälle.
Eine geometrische Relation zwischen "geometrischen Dreiecken"
Verfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließerstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram;
OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien
Zum Zeichnen regelmäßiger Vielecke
[email protected]
Bei vielen geometrischen Anwendungen im Unterricht der 6. bis 10. Klassen kommen
regelmäßige Vielecke vor, für die eine unkompliziert und fix hergestellte Zeichnung zum
Problem werden kann, weswegen Veranschaulichungen daran manchmal unterlassen
werden. Hier wird eine Methode zur schnellen Zeichnung (nicht Konstruktion!) beliebiger
regulärer Vielecke beliebiger Seitenlänge vorgestellt.
Messen Sie doch noch einmal!
Verfasser: Dr. Heike Theyssen, Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Abteilung
Physikdidaktik, Universität Bremen; Prof. Dr. Dieter Schumacher, Abteilung Physikalische
Grundpraktika, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, [email protected]
Es wird eine Reihe von Experimenten zur Temperaturmessung vorgestellt, anhand derer die
Notation von Messwerten, verschiedene Typen von Messfehlern sowie die Erstellung und
Auswertung von Diagrammen behandelt werden können. Es wird also grundlegendes
"Handwerkszeug" der experimentellen Physik durchgängig an einer physikalischen Größe
erarbeitet. Die gewählten Beispiele, mit einem Schwerpunkt bei der Messung der
Körpertemperatur, besitzen einen deutlichen Alltagsbezug und einen Bezug zum eigenen
Körper. Die zugrunde liegende Physik ist einfach und benötigt keinerlei physikalische
Vorkenntnisse. Daher eignen sich die Experimente insbesondere für einen einführenden
Versuch im physikalischen Praktikum.
Von der Luft zu den "Lüften"
Verfasser: Prof. Dr. Günther Harsch, Universität Münster, FB 12 Chemie und Pharmazie,
Institut für Didaktik der Chemie, Fliednerstr. 21, 48149 Münster, [email protected];
Prof. Dr. Rebekka, Heimann, Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie,
Didaktik der Chemie, Johannisallee 29, 04103 Leipzig, [email protected]
Experimente und Teilchenbilder zur Entwicklung eines tragfähigen Gasbegriffs im
Chemieanfangsunterricht (Teil 2)
Den Strom aus der Bleibatterie laienfreundlich erklären
Verfasser: Dr. Urs Aeschbacher, Via Lavizzari 2, CH-6600 Locarno,
[email protected]; Dr. Erich Huber, Sonnhaldestr. 26, CH-6030 Ebikon,
[email protected]
Kann man einem Chemie-Laien plausibel machen, warum die Bleibatterie Strom liefert? Die
Autoren haben zu diesem Zweck unorthodoxe grafische Darstellungen entwickelt. Deren im
außerschulischen Gebrauch erprobte Verständlichkeit lässt sich lernpsychologisch
begründen. Aber sie wird durch Vereinfachungen und Akzentuierungen erkauft, die fachlich
diskutabel sind. Eignen sich die laienfreundlichen Darstellungen also umgekehrt nicht für
den schulischen Gebrauch? Nach Meinung der Autoren darf diese Frage - zusammen mit
den fraglichen Darstellungen - durchaus selber in den Chemieunterricht getragen werden.
Dadurch angeregte Modelldiskussionen könnten vielfältigen Lerngewinn abwerfen. Und
schließlich soll es im Unterricht ja um Vermittlung gehen - nicht einfach von Stoff, sondern
letztlich eben zwischen Fach- und Laienperspektive.
Dendrochronologie in der Schule - sinnvoll und möglich
Verfasser: Prof. Dr. rer. nat. habil. Achim Bräuning, Geographisches Institut der Universität
Erlangen, [email protected]; Dr. phil. Dr. rer. nat. habil. Volker
Kaminske, Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU München
(Fachdidaktik Geographie), [email protected]
Lehrplanänderungen in etlichen Bundesländern erfordern eine sachliche
Auseinandersetzung mit neuen Konzeptionen, neuen Themen und neuen Fächern. In den
Naturwissenschaften soll etwa in Baden-Württemberg durch eine Verzahnung der einzelnen
Fächer in einem zusätzlichen neuen Fach NWT (Naturwissenschaft und Technik) eine
umfassendere Sichtweise ("Ganzheitlichkeit") angestrebt werden. Wie das inhaltlich
aussehen könnte, zeigt ein Beispiel zum Thema Dendrochronologie.
Aufgaben
Unit Handy
Verfasser: Erik Einhaus, Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für Didaktik
der Naturwissenschaften, Abt. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]; Christoph Kulgemeyer, [email protected]; Dr.
Gentechnik bereits in der Orientierungsstufe?
Verfasser: Priv.-Doz. Dr. Daniel C. Dreesmann, Annika Schmaloske, Universität zu Köln,
Institut für Biologie und ihre Didaktik, AG Prof. Dr. W. Wichard, Gronewaldstr. 2, 50931 Köln,
Tel.: 0221 / 4704649, [email protected]
Die zunehmende Berichterstattung in den Medien über Chancen und Risiken der Gentechnik
und die mit ihr einhergehenden Anwendungsgebiete richtet sich nicht nur an Erwachsene,
sondern sie wird direkt oder indirekt von Kindern und Jugendlichen wahrgenommen. Eine
Fragebogen-Studie mit jeweils 50 Schülern in der Versuchs- und Kontrollgruppe zum Thema
"genetischer Fingerabdruck" ergab, dass 11- bis 13-jährigen Schüler bereits über
außerschulisch erworbenes Wissen und Einstellungen gegenüber der Gentechnik verfügen.
Dieses Wissen reichte aus, um das Thema bereits in der 6. Klasse einer Orientierungsstufe
behandeln zu können und durch eine unterrichtliche Intervention einen signifikanten
Wissenszuwachs zu erzielen.
Gleichgewichtslagen beim Kettenkarussell
Verfasser: Gerhard Adam, Westring 257, 55120 Mainz, [email protected]
Überraschenderweise können beim Kettenkarussell bei bestimmter Wahl von Umlaufzeit,
Aufhängepunkt und Kettenlänge außer der bekannten noch drei weitere
Gleichgewichtslagen auftreten. Die Lösungen der transzendenten Gleichung werden mit
Hilfe einfacher Iterationsverfahren mit dem Taschenrechner berechnet.
Exponentialfunktion im Physikunterricht - Eine Anmerkung Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Ibergweg 12, 88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Informationen / Tagungen
Besprechungen
Bücher
Download-Service: Heft-2006-7-Bio-Hyaenenhunde.pdf
(Folien-Vorlagen und Arbeitsbögen zum Artikel "Hyänenhunde")
Fachdidaktik im historischen Kontext
Verfasser: Prof. Dr. Elmar Tenorth, Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für
Erziehungswissenschaften, Abteilung Historische Erziehungswissenschaft, 10099 Berlin,
[email protected]
Prof. Dr. Lutz-Helmut Schön zum 60. Geburtstag
Schulpraxis
Lottofieber in Italien - eine Simulation in Excel
Verfasser: Prof. Dr. Norbert Brunner, [email protected], Prof. Dr. Manfred
Kühleitner, Institut für Mathematik, Universität für Bodenkultur, Gregor-Mendel-Str. 33, A1180 Wien, [email protected]
Anfang 2005 herrschte in Italien Lottofieber: Beim Lotto 5 aus 90 wurde die Zahl 53 in 179
Ziehungen nicht ausgelost. Erst in der 182. Runde wurde 53 gezogen. Wir wollen der Frage
nachgehen, wie wahrscheinlich ein derartiger Spielverlauf ist.
Oligomere, rationale Funktionen und Kombinatorik
Verfasser: Prof. Dr. Hermann Wagner, Institut für Biologie II, RWTH Aachen, 52056 Aachen,
[email protected]; Prof. Dr. Sebastian Walcher, Lehrstuhl A für Mathematik,
RWTH Aachen, 52056 Aachen, [email protected]
Manche Proteine verfügen über mehrere Bindungsstellen für gewisse Liganden; so hat das
Hämoglobin vier Bindungsstellen für Sauerstoff. Wird dabei ein Sauerstoffmolekül an eine
Seite gebunden, so erleichtert dies die Bindung weiterer Sauerstoffmoleküle an die
verbleibenden Stellen. Man spricht von (positiver) Kooperativität. Kooperativität ist
physiologisch sehr vorteilhaft, weil so die Effizienz des Hämoglobins für die Bindung von
Sauerstoff gesteigert wird. Wir erläutern, wie sich allgemein die Bindung von Liganden an
Oligomere und insbesondere das Phänomen der Kooperativität im Zusammenspiel von
chemischen Grundprinzipien, Experimenten und mathematischen Werkzeugen beschreiben
und analysieren lassen.
Messungen mit einem grafikfähigen Taschenrechner
Verfasser: Elmar Bergeler, [email protected]; Prof. Dr. Gesche Pospiech,
[email protected], Didaktik der Physik, Technische Universität Dresden, 01062
Dresden
Es wird ein einfach handhabbares System zur Aufnahme einer U-I-Kennlinie mit
computerunterstützter Messwerterfassung vorgestellt, welches sich für Lehrer- oder
Schülerversuche eignet. Verwendet wird ein grafikfähiger Taschenrechner und Sensoren, für
die ein besonders einfaches Programm geschrieben wurde, mit dem die Spannungs- und
Stromstärkemessungen gesteuert werden. Aufgrund der kurzen Messintervalle erkennt man
in der U-I-Kennlinie einer Glühlampe interessante Details, die in diesem Artikel erläutert
werden. Je nachdem, wie schnell die Spannung erhöht wird, erhält man unterschiedliche
Messkurven. Anhand dessen können aufschlussreiche Aspekte des elektrischen
Widerstandes diskutiert werden.
Mathematik des Autoverkehrs
Verfasser: Dr. Matthias Risch, Fachhochschule Augsburg, Fachbereich
Allgmeinwissenschaften, Baumgartnerstr. 16, 86161 Augsburg, [email protected]
Die Kapazität einer Straße wird von den beiden voneinander abhängigen Größen
Geschwindigkeit und Abstand der Fahrzeuge bestimmt. Die maximale Kapazität wird bei
einer Geschwindigkeit erreicht, die sich meist im Verkehrsstau einstellt. Diese
Gleichgewichtsgeschwindigkeit lässt sich mit einer Kurvendiskussion herleiten und hängt
von der Fahrzeuglänge ab.
Von der Luft zu den "Lüften"
Verfasser: Prof. Dr. Günter Harsch, [email protected]; Prof. Dr. Rebekka Heimann,
[email protected], Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Didaktik
der Chemie, Fliednerstraße 21,48149 Münster
Die Erarbeitung des Gasbegriffs im Chemieanfangsunterricht stellt hohe Anforderungen an
das Abstraktionsvermögen der Schülerinnen und Schüler; denn sowohl die Gase selbst als
auch die Teilchen, aus denen sie sich zusammensetzen, sind unsichtbar und können nur
durch Indizien indirekt erschlossen und in ihrem Verhalten verstanden werden. Andererseits
liegt darin aber auch eine große Motivationschance: Wenn es gelingt, das Verhalten
unsichtbarer Stoffe mit HIlfe von unsichtbaren Teilchen überzeugend zu erklären, d. h.
widerspruchsfrei zu rekonstruieren und vorherzusagen, dann kann davon ausgegangen
werden, dass der Teilchenbegriff von den Schülerinnen und Schülern besser akzeptiert und
erfolgreicher genutzt wird als bislang. Hierzu sollen unterrichtspraktische Anrgegungen
gegeben werden. Der vorliegende Beitrag ist ein Baustein eines umfassenden Konzepts zur
Begriffsbildung und zur Förderung kognitiver Fähigkeiten im Chemieanfangsunterricht.
"Powerstoff und Sauerstoff?"
Verfasser: Gregor von Borstel, Albertus-Magnus-Gymnasium Köln, Ottostr. 87, 50823 Köln,
[email protected]; Andreas Böhm, Gymnasium der Franziskanerinnen und
Nonnenwerth. Gymnasium Nonnenwerth, Insel Nonnenwerth, 53424 Remagen,
[email protected]; StR Oliver Hahn, Städtische Gesamtschule Rodenkirchen, Sürther Str.
191, 50999 Köln; Herbert Welter, Robert Schumann Gesamtschule Willich, Kantstr. 2-6,
47877 Wilich
Ausgehend von der Werbung für das sauerstoffhaltige Getränk "ACTIVE O2" wird
untersucht, wie viel Sauerstoff sich in Wasser lösen kann. Sämtliche Experimente lassen
sich kostengünstig, sicher und unkompliziert mit medizintechnischen Geräten durchführen.
Die Verknüpfung mit der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler ermöglicht neben einer
Einführung der Löslichkeit von Gasen auch Berechnungen zu den Gasgesetzen oder zum
Massenwirkungsgesetz. Dabei liefert der motivierende Aufhänger die Chance zur kritischen
Auseinandersetzung mit Werbeaussagen.
Hyänenhunde - kühle Taktiker beim Energieeinsatz in heißen Savannen
Verfasser: Roland Köppl, Goethe-Gymnasium, Goethestr. 1, 93049 Regensburg,
[email protected]
In dem folgenden Unterrichtsvorschlag für zwei Biologiestunden wird der Versuch
unternommen, naturwissenschaftliche Konzepte, wie das Energiekonzept, mit Prozessen,
wie der mathematischen Modellierung, in Verbindung zu bringen, um dadurch ultimate
Erklärungsansätze für Ernährungsstrategien bei einem Räuberbeispiel zu gewinnen. Eine
rechnerische Kosten-Nutzen-Betrachtung ist Basis dieses kumulativen Erkenntnisschritts. Es
ist zu erwarten, dass durch einen derartigen Unterricht, der stark aufgabenorientiert ist und
viele vernetzende Problemstellungen enthält, die Nachhaltigkeit des Grundwissens über
Begriffe und Zusammenhänge im Energiestoffwechsel (z. B. Energieeinheiten,
Energieumsatz, Brennwerte, Grund-/Leistungsumsatz usw.) erhöht wird, weil es nicht als
eingepaukte Information, sondern durch Verstehen und Verarbeiten von Informationen
erworben wird.
Aufgaben
Unit Windenergie und Umwelt
[email protected], Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für
Didaktik der Naturwissenschaften, Abt. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen; Dr.
Experimente zur Mechanik mit Blechdosen
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke; Göran Tronicke; Anschrift: Technische Universität
Dresden, Fachbereich Physik/Professur Didaktik der Physik, Mommsenstr. 13, 01069
Dresden, [email protected]
Blechdosen sind für Schülerinnen und Schüler eine wichtige Grundlage für die
Selbstherstellung von physikalischen Geräten und Anordnungen. Sie können als
Halbfertigprodukte dienen. Die Schülerinnen und Schüler können aus vorgegebenen
Themen wählen oder sich selbst experimentelle Ziele stellen. Ihrer Selbsttätigkeit sind dabei
keine Grenzen gesetzt. Die Aktivitäten reichen von der schöpferischen Planung über die
zweckmäßige Bearbeitung und Fertigstellung bis hin zur praktischen Erprobung. Dabei sind
viele experimentelle Varianten möglich.
Wissenschaftsphilosophie am Rande des Faches?
Verfasser: Arne Dittmer, Thadenstr. 52, 22767 Hamburg, [email protected]
Aus wissenschaftsethischer Perspektive wird argumentiert, dass Biologen für die Vermittlung
ihres Wissens Verantwortung tragen. Hiervon ausgehend wird eine ins Fachstudium Biologie
integrierte Auseinandersetzung mit wissenschaftsphilosophischen Themen gefordert, um
eine die kulturellen Einflüsse der Biologie berücksichtigende Vermittlung mit einer größeren
Verbindlichkeit für die biologische Wissenschaftspropädeutik zu fördern. Einerseits hat das
Fachstudium einen prägenden Einfluss auf das Bildungs- und Wissenschaftsverständnis von
Lehrern, und dieses prägt die Haltung, die Lehrer gegenüber wissenschaftsphilosophischen
Fragen einnehmen, andererseits bedürfen wissenschaftsphilosophische
Auseinandersetzungen besonderer Kenntnisse und Fähigkeiten, deren Vermittlung die
Fachdidaktik allein nicht leisten kann.
Neues zum Geburtstagsproblem
Es werden empirische Daten zum Geburtstagsproblem analysiert, was dazu anregt, die
bekannte Fragestellung in unterschiedlicher Weise zu verallgemeinern. Die theoretische
Behandlung der neuen Probleme gelingt nach Einführung geeigneter Zufallsvariablen mittels
Rekursion. Die dabei gewonnenen Ergebnisse stehen in Einklang mit den empirischen
Daten.
Besprechungen
Bücher
Download-Service: Heft-2006-6-Ch-Redox.pdf
(Text mit vergrößerten Abbildungen
"Redoxreaktionen am Beispiel der Salpetersäure (Scheidewasser)")
97. MNU-Kongress in Karlsruhe
Ansprache des Ersten Vorsitzenden bei der feierlichen Eröffnung am 10. April 2006
Schulpraxis
Logistischen Wachstum
Verfasser: Dr. Henrik Kratz, Egenolffstr. 10, 60316 Frankfurt, [email protected]
Der Beitrag stellt eine fächerverbindende Unterrichtseinheit vor, in der ein Jugend-forschtProjekt im regulären Unterricht vertieft ausgewertet wird. Thema ist die phototrope Reaktion
von Haferkeimlingen, die bei seitlicher Beleuchtung eine Krümmungsbewegung ausführen.
Da die Messdaten des Jugend-forscht-Projekts zeigen, dass die Zunahme des
Krümmungswinkels logistisch erfolgt, erfordert die quantitative Auswertung eine enge
Verbindung mathematischer und biologischer Fragen.
Satz des Pythaogras?! - Teil 2
Verfasser: Ingeborg Strauss, Am Eichbühel 28 a, 61476 Kronberg im Taunus,
[email protected]
Im ersten Teil des Beitrages wurde darüber berichtet, wie sich durch das Variieren
mathematischer Aussagen reiche Aktivitäten entfalten und mathematische Lerninhalte öffnen
lassen. Dabei standen Entdeckungen im Mathematikunterricht der Sekundarstufe I im
Mittelpunkt der Darstellung. Ergänzt um Nachforschungen zur Entstehung der Münzinschrift
werden im 2. Teil des Beitrages diese Möglichkeiten des Öffnens und Variierens für den
Unterricht in der Sekundarstufe II stärker in den Blick genommen.
Parallelkurven
Verfasser: Gerhard Adam, Westring 257, 55120 Mainz, [email protected]
Während die Parallelkurven von Geraden und Kreisen wieder solche sind, stellt sich die
Frage, ob es noch weitere mit dem Funktionskanon der Schulmathematik explizit angebbare
Funktionen gibt, bei deren Parallelkurven auch eine solche Darstellung möglich ist.
Nullstelle einer n-fach verketteten linearen Funktion
Verfasser: Rolf Rose, Lindenweg 45, CH-2532
Es wird die Nullstelle der n-fach verketteten linearen Funktion f mit f(x) = ax + b bestimmt.
Zum Ringversuch von Elihu Thomson
Verfasser: Dr. Ingo Hüttl, Universität zu Köln, Institut für Physik und ihre Didaktik,
Gronewaldstr. 2, 50931 Köln, PD Dr. Andreas Heithausen
Der Ringversuch von ELIHU THOMSON ist ein bekanntes und spektakuläres
Demonstrationsexperiment zur elektromagnetischen Induktion. Die üblichen Erklärungen zu
diesem Versuch sind nicht befriedigend. Im Folgenden sollen daher die Zusammenhänge,
gestützt auf ergänzende Experimente, aus anderer Sicht analysiert werden.
Lesesteine
Verfasser: Dr. Giuseppe Colicchia, Didaktik der Physik, LMU, Schellingstr. 4, 80799
München, [email protected]
Es wird den Schülern verdeutlicht, wie ein Lesestein im Mittelalter alterssichtigen Menschen
beim Lesen helfen konnte. Er vermochte zwar die Schriften angemessen zu vergrößern und
gut zu beleuchten, aber er konnte nicht gleichzeitig das von ihnen erzeugte virtuelle Bild
genug verschieben. Hochgradig Alterssichtige konnten deswegen erst nach der Entstehung
der Brillen fließend lesen.
Redoxreaktionen am Beispiel der Salpetersäure (Scheidewasser)
Verfasser: Katrin Cura, Universität Hamburg, Geschichte der Naturwissenschaften,
Mathematik und Technik (SPGN), Bundesstr. 55, 20146 Hamburg
Anhand eines Arbeitsblattes erklären die Schülerinnen und Schüler theoretische und
technologische Aspekte der Edelmetalltrennung durch Salpetersäure. Dabei wenden sie ihre
Kenntnisse über Redoxreaktionen, über die elektrochemische Spannungsreihe und über
galvanische Zellen an. In einem weiteren Arbeitsblatt erklären sie die technologischen
Aspekte der Goldgewinnung durch Flusswäsche. Anhand eines Informtionsblattes lernen sie
verschiedene Goldmünzen kennen.
Bioinformatik zum Ausprobieren
Verfasser: Fabian Seyfried, Feldstr. 20, 65183 Wiesbaden, [email protected]
Quer durch alle biologischen Fachrichtungen hindurch setzen Forscher heutzutage
Methoden der Bioinformatik ein, sei es den Genom-Projekten, Computersimulationen oder
Verwandtschaftsanalysen. Dieser Beitrag soll zeigen, wie einfach die kostenlosen OnlineDatenbanken im Unterricht eingesetzt werden können. Nach kurzer Anleitung sollen die
Schüler in die Lage versetzt werden, selbstständig Gene in unbekannten Sequenzen zu
finden, sie einem Protein zuzuordnen und wissenschaftliche Artikel ausfindig zu machen.
Forensische Entomologie
Verfasser: Sabine Mogge, Universität Kassel, Fachbereich 18, Abteilung Didaktik der
Biologie, Heinrich-Plett-Str. 40, 34132 Kassel, [email protected]
Forensische Entomologie - gleichsam eine der jüngsten Disziplinen der Insektenkunde als
auch der Kriminalistik - unterstützt die Fahnder bei der Entschlüsselung des Tathergangs
und der Bestimmung der Tatzeit in Kriminalfällen. Diese Thematik ruft bei Schülern vielfach
Interessiertheit hervor und präsentiert ihnen zugleich einen spannenden Anwendungsbezug
zur Insektenkunde und zu biologischen Arbeitsweisen.
Aufgaben
Unit In der Fahrschule
der Naturwissenschaften, Abt. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]; Christoph Kulgemeyer, Bremer IDN, Abteilung
Physikdidaktik, [email protected]; Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik,
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]
Ein preiswerter Hofmannscher Zersetzungsapparat für Schülerübungen
Verfasser: Gregor von Borstel, Albertus-Magnus-Gymnasium Köln, Ottostr. 87, 50823 Köln,
[email protected], www.lebensnaherchemieunterricht.de; Andreas Böhm,
Gymnasium Nonnenwerth, Insel Nonnenwerth, 53424 Remagen, [email protected]
Mit Hilfe medizintechnischer Geräte kann man einen einfachen, preiswerten
Wasserzersetzer schnell zusammenbauen und an verschiedenen Stellen im Unterrichtsgang
einsetzen.
Besprechungen
Bücher
Editorial
Gestaltung von Aufgaben – eine wachsende Herausforderung
Aufgabenkultur im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht
Verfasser: OStD Josef Leisen, Peter-Joseph-Rottmann-Str. 20, 56077 Koblenz,
[email protected]
Welche Aufgaben werden wann und wie im Unterricht eingesetzt? Dieser Frage geht die
Aufgabenkultur nach. Unter Aufgabenkultur ist das Zusammenwirken folgender Aspekte zu
verstehen: die Art (Aufgabenvielfalt) und die Qualität der Aufgaben ("gute" Aufgaben), deren
Vernetzungen untereinander (Aufgabencurriculum) und die Einbettung der Aufgaben in das
gesamte Unterrichtsgeschehen (Unterrichtschoreografie). Aufgaben zu kultivieren erfordert
von den Lehrkräften eine ganze Reihe von Kultivierungsleistungen, die Gegenstand dieser
Abhandlung sind.
Schulpraxis
Kalter Kaffee
Verfasser: Erik Einhaus [email protected]; Prof. Dr. Horst Schecker,
[email protected]
Anschrift für beide Autoren: Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für
Didaktik der Naturwissenschaften, Abt. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen
Wann schüttet man die Milch in den Kaffee, wenn er lange warm bleiben soll? Eine bekannte
Aufgabenstellung wird zum Ausgangspunkt für vielfältige Modellierungen und experimentelle
Untersuchungen.
Reflektierendes Üben auch mit Plantagenaufgaben
Verfasser: Prof. Dr. Timo Leuders, Institut für Mathematik und Informatik und ihre Didaktiken,
Pädagogische Hochschule Freiburg, Kunzenweg 21, 79117 Freiburg, [email protected]
Das systematische üben bestimmter Fertigkeiten, das Einschleifen von Routinen, das
Abarbeiten von Algorithmen, all diese Tätigkeiten haben ihren berechtigten Platz im
Mathematikunterricht. Schulbücher bieten hierfür umfangreiche Aufgabenpakete, die meist
unter Berücksichtigung bewährter Prinzipien konstruiert sind. Diese Art von Aufgaben bildet
eine traditionsreiche Konstante im deutschen Mathematikunterricht. Der Beitrag beschreibt,
wie man damit produktive Übegelegenheiten gestalten kann.
Offene Lernaufgaben im Chemieunterricht
Verfasser: Martin Fach, Wilhelm Kandt, Prof. Dr. Ilka Parchmann, Carl v. Ossietzky
Universität Oldenburg, Institut für Reine und Angewandte Chemie, Didaktik der Chemie,
Postfach 2503, 26111 Oldenburg, [email protected]
"Neue Aufgabenkultur" - diese Forderung ist durch das SINUS-Projekt, die PISAUntersuchungen und neuerdings die Einführung von nationalen Bildungsstandards und
zentralen Überprüfungen in fast aller Munde. Die Forderung bezieht sich dabei sowohl auf
die Gestaltung von Aufgaben, deren Einsatz im Unterricht wie auch die Möglichkeit, ein
kontinuierliches Bildungsmonitoring auf der Basis verlässlicher Testaufgaben zu initiieren. In
diesem Beitrag werden anknüpfend an den aktuellen Stand der Diskussionen und der
Forschung zwei Projekte vorgestellt, die das Ziel verfolgen, offene und kontextbezogene
Lernaufgaben so in den Unterricht zu integrieren, dass die Entwicklung individueller
Lösungswege mit einem systematischen Verständnis für naturwissenschaftliche Denk- und
Arbeitsweisen verknüpft wird.
Fehlerfrei Experimentieren
Verfasser: Prof. Dr. Marcus Hammann, Institut für Didaktik der Biologie, Universität Münster,
48149 Münster, [email protected];
Thi Thanh Hoi Phan, [email protected]; Maike Ehmer, [email protected]; Prof. Dr.
Horst Bayrhuber, [email protected], Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften (IPN), Abt. Didaktik der Biologie, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel
In diesem Beitrag werden Fehler der Bearbeitung experimenteller Aufgaben dargestellt, die
auf Schülervorstellungen über die experimtentelle Methode beruhen. Diese sollten im
Unterricht nicht nur korrigiert, sondern ausführlich diskutiert werden. Denn Fehler beim
Experimentieren können lernwirksam werden und das Verständnis über die experimentelle
Methode fördern, wenn sie im Unterricht angemessene Berücksichtigung finden.
Aufgaben
PISA - analoge Aufgabenbeispiele
Verfasser: Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik, Carl von Ossietzky Universität
Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]; Erik Einhaus, Universität
Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, AB.
Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen, [email protected]
Aufgabenbeispiele zur naturwissenschaftlichen Grundbildung gemäß der PISA-Konzeption
Unit Warmes Wasser
der Naturwissenschaften, AB. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]; Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik, Carl von
Ossietzky Universität Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]
Unit Fallschirmspringen
der Naturwissenschaften, AB. Physikdidaktik, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]; Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik, Carl von
Die Bedeutung von Aufgaben aus Lehrersicht
Verfasser: Prof. Dr. Rüdiger Tiemann, Humboldt-Universität zu Berlin, MathematischNaturwissenschaftliche Fakultät 1, Institut für Chemie, Brook-Taylor-Str. 2, 12489 Berlin
(Korrespondenzadresse); Dr. Stefan Rumann, Paul Jatzwauk, Prof. Dr. Angela Sandmann,
Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, Forschergruppe NWU-Essen, Schützenbahn
70, 45127 Essen
Lernzielkontrollen unter der Lupe
Verfasser: StD i. R. Rüdiger Fladt, Lieschingstr. 1, 70276 Tübingen
Im Gefolge von PISA wurde nachdrücklich gefordert, die Unterrichtserfolge messbar zu
machen. Ohne Zweifel ist damit in erster Linie das Problem der Aufgabenstellung für
Übungsaufgaben und Klausuren angesprochen - und natürlich auch, wie viel Zeit uns die
Lehrpläne für das Üben im Chemieunterricht lassen. Im folgenden Beitrag wird versucht, an
Beispielen zu zeigen, dass die unterschiedlichen Arten von Aufgaben in ihrem
Evaluationswert sehr verschieden sind, und dass die bei uns üblichen Aufgaben in diesem
Vergleich nicht gut abschneiden.
Besprechungen
Bücher
Download-Service: Heft-2006-4-Bio-Nachfragen.pdf
(Langfassung von
"Nachschlagen statt Nachfragen? ... Nachschlagewerke ... Beispiel Gentechnik")
Standpunkte
Mit dem Computer auf dem Weg zur Mathematik
Verfasser: Stephan Hussmann
Spiegelbild, Schatten und gespiegelter Schatten
Verfasser: Dr. H. Joachim Schlichting, Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik,
Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster, [email protected]
Schatten und Spiegelung sind vertraute Abbildungen, unter denen ein Mensch seiner selbst
ansichtig werden kann. Weniger vertraut sind Situationen, in denen eine Person im Lichte
der Sonne gleichzeitig über zwei Schatten oder einen Schatten und ein Spiegelbild verfügt.
Diese auf den ersten Blick erstaunlichen Phänomene sollen im Folgenden dargestellt und
physikalisch erklärt werden. Sie können als Beispiele dafür angesehen werden, dass die
Schwierigkeit der physikalischen Erklärung nicht in der Kompliziertheit der physikalischen
Grundlagen liegen muss, sondern in der Unvertrautheit des lebensweltlichen
Zusammenhangs.
Suchen in Bäumen
Verfasser: OStR i. R. Dieter Linz, Hochfeldstr. 20, 67067 Ludwigshafen,
[email protected]
Es wird gezeigt, wie man mit Hilfe eines Baumdiagramms bestimmte Rätsel und Puzzles
lösen kann. Ebenfalls ist es möglich, bei Strategiespielen eine optimale Spieltaktik zu finden.
Insofern ist das Thema den Bereichen Spieltheorie und Künstliche Intelligenz zuzuordnen.
Im Hinblick auf die Schulpraxis wurde versucht, die theoretischen Überlegungen in ein
einheitliches Schema einzuordnen, das für Computerprogramme im Informatikunterricht
geeignet ist.
Was ist eine Simulation?
Verfasser: Dr. Henrik Kratz, Egenolffstr. 10, 60316 Frankfurt, [email protected]
Simulationsprogramme stellen eine sinnvolle Ergänzung zum klassischen Physikunterricht
dar. Im Unterricht sollte aber auch thematisiert werden, was eine Simulation überhaupt ist
und welcher erkenntnistheoretische Stellenwert ihr im Vergleich zum tatsächlichen
Experiment zukommt. Dies geschieht am besten, indem die Schüler eine einfache
Simulation mit Hilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms selbst durchführen.
Dispersion von Oberflächenwellen
Verfasser: Dr. Matthias Risch, Fachhochschule Augsburg, Fachbereich
Allgemeinwissenschaften, Baumgartnerstr. 16, 86161 Augsburg, [email protected]
Die schon lange bekannten Seefahrer-Weisheiten, dass lange Schiffe unter gleichen
Bedingungen schneller laufen und dass alle Schiffe bei verschiedener Größe und
Geschwindigkeit gleiche Wellenmuster erzeugen, lässt sich auf die Dispersion von
Oberflächenwellen in Flüssigkeiten zurückführen.
Von den Graphen der Mathematik zu Kunstbildern und zurück
Verfasser: Dr. Eberhard Lehmann, Geitnerweg 20c, 12209 Berlin, [email protected]
Die fachlichen Bemühungen um einen veränderten, zeitgemäßen Mathematik-Unterricht
erfolgen auf verschiedenen Ebenen: Offene Unterrichtsformen, offenere Aufgabenstellungen,
Problemorientierung, Anwendungsbezug, Beachtung fächerübergreifender Ansätze sind
hierbei häufig genannte Aspekte. Hierfür gibt es inzwischen zahlreiche Beispiele. Dabei ist
folgendes festzustellen: Die Berücksichtigung von Anwendungsbezügen wird oft durch
Schwierigkeiten beim Bereitstellen der Anwendungsgrundlagen behindert und
fächerübergreifende Ansätze werden noch viel zu selten berücksichtigt. Zudem erlauben die
modernen Computer-Algebra-Systeme oder Programme wie das hier vorgestellte ANIMATO
ein modulares Arbeiten, welches die kreativen Ansätze unterstützt. Diese Aspekte und
eigene gute Erfahrungen haben mich für die MNU-Hauptversammlung 2004 in Halle zu dem
Vortragsthema - Von den Graphen der Mathematik zu Kunstbildern und zurück - geführt, die
im folgenden Beitrag erläutert werden.
Ich schau dir in die Augen, Kleines!
Verfasser: Dr. Dirk Krüger, Didaktik der Biologie, Institut für Biologie, Freie Universität Berlin,
Schwendenerstr. 1, 14195 Berlin, [email protected]
Vorgestellt werden Kreuzungen mit Drosophila, die sich in den Allelen zweier Gene
unterscheiden. Das besondere dieser dihybriden Erbgänge ist, dass sie von Schülern für
monohybride Erbgänge gehalten werden. Dies liegt an der Besonderheit, dass hier zwei
Gene auf den Phänotyp eines Merkmals - die Augenfarbe - wirken (Polygenie). Um das
Zustandekommen unterschiedlicher Augenfarben bei Drosophila erklären zu können, werden
die physiologischen Wirkungen der beteiligten Gene in den Biosynthesen der
Augenfarbpigmente betrachtet. Durch die durchgängig hergestellte Verknüpfung zwischen
der Wirkung der Gene und dem Phänotyp soll erreicht werden, dass Schüler die
Unterscheidung zwischen Gen und Merkmal verstehen und in ihrer Argumentation
anwenden.
Mikrochemisches Experimentieren mit Alabaster und "Orientalischem Alabaster"
Verfasser: Peter Schwarz, Alexander-von-Humboldt-Schule, 36341 Lauterbach,
[email protected]
Alabaster in Form von Marienglas wird im mikrochemischen Schülerversuch mit low-costMaterialien gravimetrisch in reinen Gips und in Kristallwasser zerlegt. Zur Spaltung von
"Orientalischem Alabaster" (Marmor) in Calciumoxid und Kohlenstoffdioxid dient ein
preiswerter Heißgasbrenner. Mikrochemische Versuche zum Kalkkreislauf schließen sich an.
Nitrifikation
Verfasser: Katrin Cura, Universität Hamburg, Geschichte der Naturwissenschaften, Technik
und Mathematik, Bundesstr. 55, 20146 Hamburg, [email protected]
Der Artikel enthält drei Kopiervorlagen, die als Transferaufgaben, Wiederholung oder
historischer Exkurs im Unterricht eingesetzt werden können. Das zentrale Arbeitsblatt
thematisiert den Aufbau und die Pflege der historischen Salpeterplantagen sowie die
qualitative und quantitative Analyse der Nitratverbindungen. Anhand von Fragen sollen
Schülerinnen und Schüler den bakteriellen aeroben und anaeroben Stickstoffabbau
beschreiben und die Analysemethoden beurteilen. Das zweite Arbeitsblatt thematisiert die
historische "Vier-Elemente-Theorie", nach der die Nitratbildung im 16. Jahrhundert
theoretisch erklärt wurde. Anhand von Fragen sollen die Lernenden diese Theorie auf das
gegebene Beispiel anwenden und den Elementbegriff der heutigen Atomtheorie mit dem der
historischen Theorie vergleichen. Das Informationsblatt beschreibt die wirtschaftlichen
Aspekte der Salpetergewinnung.
Kristallisation einer übersättigten Natriumacetat-Lösung
Verfasser: Metodija Najdoski, Sts. Cyril und Methodius Universität, Skopje, Republik
Mazedonien, [email protected]
Aus einer Kunststoff-Pipette wird eine Kunststoff-Ampulle hergestellt, die mit übersättigter
Natriumacetatlsung gefüllt ist. Hieran lässt sich ein exothermer Kristallisationsvorgang von
Natriumacetat beobachten, der von einer Volumenreduktion begleitet wird.
Nachschlagen statt Nachfragen?
Verfasser: Priv.-Doz. Dr. Daniel C. Dreesmann, Universität zu Köln, Institut für Biologie und
ihre Didaktik, [email protected]; Priv.-Doz. Dr. Matthias Ballod, Universität
Koblenz, Institut für Pädagogik, Abt. Integrative Didaktik, Universitätsstr. 1, 56070 Koblenz
Der Aufsatz ergänzt einen Vorgängerbeitrag. Thematisiert werden die Verständlichkeit der
Texte und die Nutzerfreundlichkeit der Nachschlagewerke. Abschließend werden
Konsequenzen aus den wenig zufrieden stellenden Befunden gefordert.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Ist Frontalunterricht nicht mehr zeitgemäß?
Verfasser: Wolfgang Göbels
Wahlen und Mandate
Verfasser: OStR Dr. Ralf Lemke, Mont-Cenis-Str. 567, 44627 Herne, [email protected]
Alle Rechnungen im Zusammenhang mit Mandaten aufgrund von allgemeinen Wahlen
können mit der Gleichung für eine Gerade y = mx + b und geeignet gewählten Parametern
(m und b) gelöst werden. Im "normalen" Fall (Landtags-, Bundestagswahl) haben "große
Parteien" im Parlament stelten mehr als 15 mal so viele Stimmen wie "kleine Parteien". Das
berücksichtigen normale Auswertungen durch 0 ≤ b < 1. Es ist interessant, Ursachen für
"Überhangmandate" zu erkennen und mit geeigneten Vorschriften zu berechnen. Für das
EU-Parlament - genau wie für den deutschen Bundesrat - sind andere Größenverhältnisse
zu berücksichtigen. Hier erhalten die "Kleinen" dann ein Mitspracherecht, wenn jedes Land
vorab ein Kontingent an Mandaten (b > 1) erhält und zusätzlich weitere für eine definierte
Bevölkerungszahl (m).
Die Tsunami-Katastrophe in Asien - Hintergrundinformationen
Verfasser: Dipl.-Physiker Dr. Christian Lukner, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz
und Reaktorsicherheit, [email protected]
Der Beitrag beschäftigt sich mit der Tsunami-Katastrophe vom 26.12.2004, die durch ein
Seebeben vor der Küste Sumatras hervorgerufen wurde, Hergang und Ausmaß der
Katastrophe werden mit Hilfe eines einfachen "Säulenmodells" erklärt. Schülerinnen und
Schüler gewinnen so Einsichten in die bei solchen Naturphänomenen ablaufenden Vorgänge
und können die Entstehung des Tsunami und den damit verbundenen Transport von Energie
besser verstehen. Anhand der physikalischen Gesetzmäßigkeiten wird anschaulich erläutert,
wie sich die Welle zeitlich ausbreitet und warum nicht jedes Seebeben automatisch einen
Tsunami auslöst.
Schulpraxis
Spiralen in Bäumen
Verfasser: Prof. Dr. Herbert Zeitler, Ahornweg 5, 95643 Tirschenreuth
In der vorliegenden Arbeit betrachten wir symmetrische Bäume, die aus Strecken bestehen,
sog. Strichbäume. Weiter verlangen wir, dass an jeder Verzweigungsstelle zwei neue Zweige
entstehen (2-Bäume), die stets den Verzweigungswinkel 2δ mit 0° < δ ≤ 90° einschließen.
Das Verhältnis r der LÄngen aufeinander folgender Strecken soll stets dasselbe sein mit 0 <
r < 1.
Transport- und Abbauprozesse in Biologie und Ökologie
Verfasser: Daniela Dossing, Lehrstuhl A für Mathematik, RWTH Aachen, 52056 Aachen,
[email protected];
Prof. Dr. Hermann Wagner, Institut für Biologie II, RWTH Aachen, 52056 Aachen,
[email protected];
Prof. Dr. Sebastian Walcher, Lehrstuhl A für Mathematik, RWTH Aachen, 52056 Aachen,
[email protected]
Viele Transport- und Abbauprozesse werden durch spezielle lineare Differenzialgleichungen
- sogenannte lineare Kompartimentsysteme - beschrieben. Mathematisch sind diese
Gleichungen gut verstanden, ihre Herleitung erfordert aber ein durchaus hohes
Abstraktionsniveau. Dies hat als positive Konsequenz die universelle Einsetzbarkeit solcher
Modelle, aber eine negative Konsequenz für Anwender ist, dass die Mathematik die eigene
Disziplin zu verdecken droht. Die mathematische Herleitung und die zu Grunde liegenden
Annahmen werden systematisch dargestellt. Das Aufstellen von Differenzialgleichungen
(Bilden des mathematischen Modells und zu Grunde liegenden Annahmen) wird dabei
stärker betont als das Lösen. Wie die Biologie bei der Modellbildung und bei der Auswertung
ins Spiel kommt, wird an praxisnahen Fallstudien exemplarisch erläutert.
Lichtweg in der Lufthülle
Verfasser: StD Dipl-Phys. Dr. rer. nat. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden,
[email protected]
Eine Berechnung der Länge der Lichtwege durch die Atmosphäre der Erde in Abhängigkeit
von der geografischen Breite und zwei Anwendungen dazu werden mitgeteilt.
Eine Lernfirma
Verfasser: Torsten Witteck, Bettina Most, Dr. Stephan Kienast, Prof. Dr. Ingo Eilks;
Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. Ingo Eilks, Universität Bremen, FB 2 - IDN, Leobener Str.
NW 2, 28334 Bremen, [email protected]
Im vorliegenden Beitrag wird die Idee der Lernfirma als motivierender Rahmen für
kooperatives Lernen im Chemieunterricht in Verbindung mit offenen Experimenten und dem
Lernen mit einer multimedialen Lernumgebung diskutiert. Illustriert wird dieser Ansatz durch
eine Lernfirma zu Stofftrennverfahren für den Chemieanfangsunterricht.
Drei Gedankenexperimente für den Chemieunterricht
Verfasser: Norbert Bertelsbeck (Korrespondenzautor), Curtmannstr. 30, 35394 Gießen,
[email protected];
Hans Georg von Freyberg, Ludwig-Hensler-Str. 64, 65929 Frankfurt/Main
Die Deutung vieler Beobachtungen in der Chemie erfordert ein gewisses Maß an
Abstraktionsvermögen. Zur Übung im abstrakten Denken eignen sich auch
Gedankenexperimente, manchmal mit so verblüffenden Ergebnissen, dass völlig neue
Betrachtungsweisen entstehen können.
Gefühle, Drogen und Gehirn
Verfasser: Dr. Martin Lindner, IPN (Leibnis-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften) an der Universität Kiel, Ohlshausenstr. 62, 24098 Kiel,
[email protected]
Das rasante Tempo in der Erkenntnisgewinnung in der Hirnforschung stellt nicht erst seit der
Ausrufung des "Jahrzehnts der Hirnforschung" immer wieder neue, faszinierende
Ergebnisse zur Verfügung. Längst haben sie in die Berichterstattung von Tageszeitungen
und Magazinen Einzug gehalten. Sogar die Werbung bedient sich der Erkenntnisse, wie ein
Aufdruck auf einer in Großbritannien gekauften Schokolade zeigt. Die Ergebnisse sind
jedoch in Schulbüchern noch wenig wiedergespiegelt und wenn, dann überwiegend Papier
und Bleistift-Aufgaben. In diesem Artikel soll versucht werden, einige Ergebnisse aus der
neurobiologischen Erforschung der Gefühlswelt in anschaulichen Schülerexperimenten zu
verdeutlichen. Diese sind auch in der Sekundarstufe I durchführbar. Ein hoher Spaß- und
damit Erfolgsfaktor wird vorausgesagt!
Hau(p)tsache Atmung
Verfasser: Prof. Dr. Dirk Krüger, Didaktik der Biologie, Institut für Biologie, Freue Universität
Berlin, Schwendenerstr. 1, 14195 Berlin, [email protected]; Prof. Dr. Harald
Großengiesser, Universität Hannover, Naturwissenschaftliche Fakultät, Institut für Didaktik
der Biologie, Bismarckstr. 2, 30173 Hannover, [email protected]
Am Beispiel des realtiv unbekannten Phänomens der Hautatmung beim Menschen wird das
Nachdenken über die Eigenart, Bedeutung und Aussagekraft eines Experiments angeregt.
Im Sinne wissenschaftspropädeutischen Arbeitens wird über biologische
Erkenntnisgewinnung reflektiert. Der Kernaspekt des Vorgehens beinhaltet eine kritische
Reflexion der Einzelschritte des Experiments. Dabei werden insbesondere die Grenzen der
Aussagekraft von Experimenten aufgezeigt. Die Überwindung der suggestiven Wirkung des
vorgeschlagenen Experiments soll die Sicherheit der Schüler bei der Beurteilung der
wichtigsten Arbeitsweise naturwissenschaftlicher Forschung und ihre sachgerechte
Anwendung erhöhen.
Strategien beim Rechnen mit konkreten Dezimalbrüchen
Verfasser: Jan-Christian Mähr, Meierkamp 2a, 32760 Detmold, [email protected]; Prof. Dr.
Friedhelm Padberg, Fakultät für Mathematik, Universität Bielefeld, Universitätsstraße 25,
33615 Bielefeld
Bisherige Untersuchungen haben bislang nur ansatzweise das Vorwissen von Schülern in
der Jahrgangsstufe 5 in Bezug auf Dezimalbrüche untersucht und mit dem Wissen von
Schülern der sechsten Klassen verglichen. Diese (Vor-)Kenntnisse sollen mit unserer und
weiteren Studien aufgedeckt werden, wobei in diesem Beitrag vorrangig die Ergebnisse
eigener diagnostischer Interviews und weniger der ebenfalls durchgeführten diagnostischen
Tests thematisiert werden sollen. Anhand einiger Auszüge aus Dialogen mit ausgewählten
Schülern wird versucht, den Kenntnisstand, aber auch Wissenslücken der Schüler bezüglich
des Rechnens mit konkreten Dezimalbrüchen anschaulich zu verdeutlichen. Abschließend
werden Ausblicke sowie Konsequenzen für den Unterricht aufgezeigt.
Informatik und die klassischen Naturwissenschaften - Partner oder Kontrahenten?
Verfasser: Prof. Dr Norbert Breier, Fachbereich Erziehungswissenschaft der Universität
Hamburg, Binderstr. 34, 20146 Hamburg, [email protected]
Die Gesellschaft für Informatik hat sich im September 2004 in einem Memorandum zur
Schulinformatik dafür ausgesprochen, Informatik in der Sekundarstufe I als Pflichtfach an
allen allgemeinm bildenden Schulen einzuführen, die Informatik in der gymnasialen
Oberstufe zu stärken und sie als vollwertiges Prüfungsfach an weiterführenden Schulen
zuzulassen. Im Beitrag wird der Informationsorientierte didaktische Ansatz erläutert, der den
Informatikunterricht aus Sicht der Allgemeinbildung in die Nähe der klassischen
naturwissenschaftlichen Fächer rückt und seine gleichberechtigte Zuordnung zum
mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen Aufgabenfeld rechtfertigt.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Leitgedanke zum mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht
Verfasser: Siegfried Schneider
Schulpraxis
Videoanalyse im Mathematikunterricht
Verfasser: StD Dr. Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765
Köln, [email protected]
Mit (kostenlosen) Videoanalyse-Programmen kann man kurze digitale Filme von bewegten
Objekten Bild für Bild ausmessen und "Funktionsgraphen erzeugen". Wie das im
Mathematikunterricht der Klassen 8 und 9 so geschehen kann, dass "Geraden" und
"Parabeln" in spannendem Kontext und nachhaltig lebendig werden, wird an einem Beispiel
skizziert, das sich für den regulären Mathematikunterricht ebenso eignet wie für einen
Projekttag.
Beweise von Sätzen der Ebene im virtuellen Raum - Visualisierungen mit Cabri 3D
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, Fakultät III, Mathematik/Informatik, Institut für
Mediendidaktik und Bildungsinformatik, PH Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten,
[email protected]
Das dynamische Raumgeometrie-System Cabri 3D eignet sich nicht nur für die Entdeckung
und Veranschaulichung raumgeometrischer Sätze als Invarianzaussagen bei lage- und
formverändernder Variation der betreffenden in Cabri 3D konstruierbaren Konfigurationen,
sondern auch zur Visualisierung raumgeometrischer Beweise. Üblicherweise beweist man
Aussagen der synthetischen Raumgeometrie mittels einer Kombination von Aussagen der
ebenen und räumlichen Geometrie. Es gibt aber auch Aussagen der ebenen Geometrie, die
sich auf elegante Art durch Verräumlichen, also im Wesentlichen mittels raumgeometrischer
Aussagen und Begriffe beweisen lassen. Das wird beispielgebend an drei Sätzen gezeigt.
Über eine Penrose-Kachelung
Verfasser: Dr. Edzard Salow, Herderstr. 20, 28203 Bremen
Roger Penrose hat 1974 zwei markierte Rhomben gefunden, mit denen man die ganze
Ebene lückenlos ausfüllen kann, ohne dass sich jemals ein periodisches Muster bilden kann,
wenn die Markierungen zusammenpassen. Ein ähnliches Phänomen zeigt sich bei den bald
darauf erzeugten Quasikristallen. Fügt man die Penrose-Rhomben zu drei bestimmten
Formen zusammen, so ergeben sich damit Kachelungen, die der Anschauung leicht
zugänglich sind. Ihre Haupteigenschaft wird mit einer Idee bewiesen, für die der
Potentialbegriff der Physik Pate stand. Außerdem wird eine Methode zur rekursiven
Erzeugung dieser Kachelungen mit dem Computer gezeigt, die sich im Unterricht bewährt
hat.
Physik für Straßenkinder - ein internationales Projekt mit wissenschaftlicher
Begleitung
Verfasser: Prof. Dr. Manuela Welzel, Pädagogische Hochschule Heidelberg, Physik und ihre
Didaktik; Dr. Elmar Breuer, Gymnasium Englisches Institut in Heidelberg
Physik für Straßenkinder? Macht das Sinn? Brauchen Straßenkinder nicht Anderes,
Grundlegenderes? Auch wir stellten uns diese Fragen, als wir gebeten wurden, im Projekt
"Patio 13 - Schule für Straßenkinder" in Kolumbien mitzuarbeiten. - Und ob das Sinn Macht!
Wahrscheinlich noch weit mehr, als wir inzwischen denken. Hintergrund unseres Projektes
ist die seit einigen Jahren im Rahmen des Projektes "Patio 13 - Schule für Straßenkinder"
bestehende interdisziplinäre und internationale Zusammenarbeit der Pädagogischen
Hochschule Heidelberg mit der Escuéla Normal Superior María Auxiliadora in Copacabana
bei Medellín in Kolumbien. Ein Ziel dieses Projektes ist es, gemeinsam mit
Lehrerstudentinnen aus Kolumbien Lehr-Lern-Einheiten für Straßenkinder zu entwickeln, die
die Studentinnen dann selbst in Straßenkinderprojekten einsetzen können. Entwicklung und
Einsatz dieser Lehr-Lern-Einheiten werden mit qualitativen Methoden wissenschaftlich
begleitet.
Kompetenzförderung und Aufgabenentwicklung
Verfasser: Dr. Marcus Hammann, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften
(IPN), Didaktik der Biologie, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Mit der Einführung nationaler Bildungsstandards erfährt der Unterricht derzeit eine verstärkte
Ausrichtung auf den Erwerb spezifischer Kompetenzen. Aufgaben eignen sich zur Förderung
von Kompetenzen, denn sie konfrontieren Schülerinnen und Schüler mit konkreten
Anforderungen. Ziel dieser Ausführungen ist die Darstellung eines auf Kompetenzförderung
ausgerichteten Ansatzes der Aufgabenentwicklung. Es wird beschrieben, wie Kompetenzen
als Kriterien der Aufgabenentwicklung genutzt werden können. Dabei wird anhand eines
Themas des Biologieunterrichts exemplarisch ausgeführt, wie eine Reihe unterschiedlicher
Kompetenzen anhand eines naturwissenschaftlichen Inhalts gefördert werden können.
Aufgabenvielfalt resultiert bei diesem Ansatz aus den verschiedenen Kompetenzen, die
anhand von Aufgaben gefördert werden können. Schließlich finden Aufgaben zur
Wissensanwendung besondere Beachtung, da internationale Schulleistungsstudien zeigten,
dass deutsche Schülerinnen und Schüler in diesem Bereich besondere Schwächen
besitzen.
Themen der astronomischen Forschung im Unterricht
Verfasser: Dr. Olaf Fischer, Landesakademie für Fortbildung und Personalentwicklung an
Schulen, Villinger Str. 33, 78166 Donaueschingen; Dr. Jakob Staude, Max-Planck-Institut für
Astronomie, Königstuhl 17, 69117 Heidelberg; Dr. Ulrike Greenway, Landesakademie für
Forschung und Personalentwicklung an Schulen, Villinger Str. 33, 78166 Donaueschingen
Am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) entsteht seit vielen Jahren monatlich die
Zeitschrift "Sterne und Weltraum" (SuW), mitten aus der aktiven Forschung heraus. Mit
dieser Zeitschrift wenden sich die Astronomen an die interessierte Öffentlichkeit und
insbesondere an die Jugend, um deren Verständnis für ihre Wissenschaft zu fördern. "Sterne
und Weltraum" steht aber nicht nur allen Astronomen im deutschen Sprachraum offen, die
Zeitschrift bietet auch den aktiven Amateuren ein lebhaftes Forum und hat schulische
Themen und Belange schon immer verfolgt und unterstützt. SuW erreicht monatlich etwa
50000 Leser. Da die behandelten Themen aus der aktuellen astronomischen Forschung und
wissenschaftlichen Raumfahrt bei der Jugend offenbar große Begeisterung entfachen, hat
die SuW-Redaktion am MPIA die Zusammenarbeit mit der Landesakademie in
Donaueschingen (LAK) gesucht, um gemeinsam die astronomischen Inhalte und die von
ihnen erzeugte Begeisterung in den Physikunterricht an unseren Schulen zu transportieren.
Die Faszination der Astronomie soll dabei helfen, den Zugang zu physikalischen Inhalten zu
öffnen.
Schulpraxis
Elektrochemisches Schreiben und Drucken
Verfasser: Sani Demiri, Yahya Kemal College, 1230 Gostivar, Republik Mazedonien,
[email protected]; Metodija Najdoski, Sts. Cyril und Methodius Universität, Skopje,
Republik Mazedonien, [email protected]
Viele Lernende haben Schwierigkeiten, ein grundlegendes Verständnis für das RedoxKonzept zu entwickeln. Die in diesem Beitrag vorgeschlagenen elektrochemischen
Experimente können einen vertieften Zugang zur Elektrochemie erleichtern. Sie sind einfach,
preiswert und können in jeder Altersstufe als Overhead-Demonstrationsversuche gezeigt
oder als Schülerversuche eingesetzt werden. Beim "elektrochemischen Schreiben" wird mit
einer Metallelektrode auf einem mit Elektrolytlösung getränkten Filterpapier oder auf speziell
präpariertes Gelatine-Gel im geschlossenen Stromkreis geschrieben. Zur Herstellung
"elektrochemischer Abdrücke" werden Metallgegenstände, wie z. B. Münzen oder Schlüssel,
die mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, auf mit Elektrolytlösung angefeuchtetes
Filterpapier oder auf Gelatine-Gel gelegt. In Abhängigkeit von den verwendeten Metallen und
Lösungen ergeben sich farblich unterschiedliche Flecke, Markierungen oder Abdruckmuster.
Zur Funktionalität chemischer Formeln im Biologieunterricht
Verfasser: StR Wolfgang Kehren, Tannenbusch-Gymnasium, Hirschberger Str. 3, 53119
Bonn; StD Jürgen Langlet, Am Hang 17, 21403 Wendisch Evern, [email protected]
Die Verzahnung von Chemie und Biologie als Schulfächer verstärkt sich derzeit durch die
Einrichtung von "Kombikursen" in der Oberstufe oder die Verpflichtung zur "Profilbildung" in
der Fächerwahl von Schülerinnen und Schülern, aber auch durch die allmählich
flächendeckende Einführung der "Naturwissenschaften" in Klasse 5/6. Damit ergibt sich für
Schulbiologen noch mehr als bisher die Notwendigkeit, Formelsprache als obligates
Verständigungsmittel der Chemiker sinngerecht anzuwenden. Es zeigt sich aber, dass viele
Vereinbarungen, die für die Fachlogik der Chemie zwingend sind, die Nutzung im
Biologieunterricht eher erschweren. Der folgende Artikel versucht deshalb einen kritischen
Blick auf die Nutzung chemischer Formeln aus Sicht des Schulbiologen und macht
Vorschläge für einen angemessenen Unterrichtseinsatz.
Lernen im Science Center?
Verfasser: Dr. Fritz Schliessmann, Universität Flensburg, Institut für Chemie und Physik und
ihre Didaktik, Auf dem Campus 1, 24943 Flensburg, [email protected]
Untersuchung des Informellen Lernens an interaktiven Chemie-Experimentierstationen
In Deutschland entstehen zurzeit an vielen Orten sog. Science-Center, die einem breiten
Publikum die Naturwissenschaften verständlich und motivierend nahe bringen wollen. Der
Zulauf ist enorm, die Besucher sind begeistert. Kritiker sprechen von "Infotainment" und
"Edutainment" und bezweifeln, dass sich Besucher in der Beschäftigung mit den Exponaten
wissenschaftliche Inhalte aneignen können. Mit der Frage, ob an interaktiven chemischen
Experimentierstationen im Science Center "gelernt" wird, beschäftigt sich der folgende
Bericht. Er stellt eine Kurzform der Studie dar, die im Rahmen der Dissertation des Autors
durchgeführt wurde und unter dem Titel "Informelles Lernen an interaktiven ChemieStationen im Science Center" erschienen ist. Die Untersuchung wurde im Science Center
Phänomenta in Flensburg in der Zeit von Mai 2002 bis Juni 2003 durchgeführt.
Besprechungen
Bücher
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(Langfassung von
"Nachschlagen statt Nachfragen? Gentechnische Inhalte ... Nachschlagewerke")
Standpunkte
Quo vadis - MNU?
Fachdidaktik im Lehramtsstudium - Qualität und Quantität
Verfasser: Prof. Dr. Gottfried Merzyn, A.-Ellissen-Weg 13, 37077 Göttingen, [email protected]
Neuere empirische Untersuchungen zur Lehrerausbildung geben detaillierter als je zuvor
Auskunft über ihre Stärken und Schwächen. In diesem Beitrag werden drei unabhängig
voneinander durchgeführte Befragungen von Studienreferendaren (gymnasiales Lehramt)
der Chemie, Physik und Mathematik aus verschiedenen Bundesländern zusammen
betrachtet. Auffällig ist, dass die Referendare den fachdidaktischen Teil ihres Studiums je
nach besuchter Universität außerordentlich verschieden bewerten. Die Analyse der Daten
zeigt, dass in sämtlichen Befragungen der Umfang dieses Studienteils eng gekoppelt an die
Bewertung ist. Daraus ergeben sich Hinweise für eine verbesserte Lehrerbildung. Einer
Verbesserung stehen jedoch die Entscheidungsstrukturen und Interessen in den
Fachbereichen entgegen.
Schulpraxis
Die dritte, vierte und fünfte Regressionsgerade
Verfasser: Thomas Tack, Kapitelshof 22, 53229 Bonn, [email protected]
Die Überlegungen des vorliegenden Übersichtsartikels richten sich primär an die
unterrichtenden Kollegen. Es handelt sich um Schulmathematik vom höheren Standpunkt
aus. Es wird aufgezeigt, dass es verschiedene Gesichtspunkte gibt, unter denen eine
gegebene Punktwolke optimal linear approximiert werden kann. In der 11. Jahrgangsstufe
wird oft nur die erste Regressionsgerade zum Unterrichtsstoff. Im Zusammenwirken von
Beschreibender Statistik, Differenzialrechnung und Analytischer Geometrie werden weitere
vier Arten von Regressionsgeraden berechnet. Dabei wird die Verwendung des Begriffs der
Trendlinie kritisch betrachtet.
Ein Gleichverteilungssatz und Benfords Gesetz
Funktionen, Sound und MuPAD
Verfasser: Dr. Reinhard Oldenburg, Albrechtstr. 5, 37085 Göttingen, [email protected]
Wenn Funktionen überall sind, dann kann man sie überall entdecken, dann kann man sie
sehen, hören, riechen und fühlen. Funktionen können Töne und Klänge beschreiben. Für
Schüler ist das eine ungewohnte Einsicht, aber zusammen mit den richtigen Werkzeugen
ermöglicht sie den Schülern, ihr Wissen über Funktionen kreativ umzusetzen.
Josephus und seine Folgen
Verfasser: StD i. R. Paul Weisenhorn, Im Grasgarten 3, 77855 Fautenbach
Es stehen p Personen, nummeriert von 0 bis p -1, im Kreis. Beginnend an der Position 0
wird jede s-te Person ausgeschieden, bis nur noch eine übrig bleibt.
Die Lichtbrechung an der zylindrischen Kreislinie
Zu einigen Grundbegriffen der klassischen Mechanik - Teil 2
- Die Gravitationskraft
- Fallbeschleunigung und Fallbewegung
- Das Gewicht
- Schlussfolgerungen
Der Airbag - Eine "Explosion", die Leben retten kann
Verfasser: Peter Dröse, Prof. Dr. Herbert Henning: Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. Herbert
Henning, Fakultät für Mathematik der Otto-von-Guericke-Universität, 39106 Magdeburg,
[email protected]
Seit 25 Jahren machen Airbags das Autofahren sicherer. Die einfache Kombination eines
Plastiksackes mit Stickstoff rettet bei Unfällen Menschenleben. Als fächerübergreifende
Aufgaben lässt sich für den Mathematik- und Chemieunterricht die Funktionsweise eines
Airbags simulieren. Dabei gewinnen die Schülerinnen und Schüler interessante Einblicke in
Modellbildungsprozesse unter Anwendung physikalisch-chemischer Gesetzmäßigkeiten.
Chemische Energetik
Verfasser: Dr. Hendrik Vennemann, Thomasburgstr. 23, 49084 Osnabrück, [email protected]; Dr. Tönjes de Vries, Gymnasium Bad Zwischenahn-Edewecht, Humboldtstr.
1, 26160 Bad Zwischenahn, [email protected]; Prof. Dr. Insa Melle,
Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie II, Otto-Hahn-Str. 6, 44227
Dortmund, [email protected]; Prof. Dr. Marco Oetken, Pädagogische Hochschule
Freiburg, Institut für Biologie, Chemie, Geografie und Physik, Abteilung Chemie, Kunzenweg
21, 79117 Freiburg, [email protected]
Das Themenfeld "Chemische Energetik" ist grundlegender Bestandteil des
Chemieunterrichts der gymnasialen Oberstufe. Die zentralen Inhalte hierbei sind die Fragen
nach der "Triebkraft" chemischer Reaktionen und die Gibbs-Helmholtz-Gleichung, welche
die energetische Größe der Freien Reaktionsenthalpie mit der Enthalpie, der Temperatur
und der Entropie verbindet. Trotz der weit reichenden Bedeutung der Energetik wird dieses
Themengebiet als schwer vermittelbar angesehen. Dies liegt unter anderem an der
Unanschaubarkeit der energetischen Größen Entropie und Energie. In dem vorliegenden
Beitrag möchten wir eine Konzeption vorstellen, mit der es mithilfe von teilweise
verblüffenden Experimenten gelingen kann, die Gibbs-Helmholtz-Gleichung herzuleiten.
Diese Konzeption orientiert sich an den historischen Arbeiten von Hermann von Helmholtz
zur Einführung der Freien Reaktionsenthalpie.
Die Darwinfinken von Galapagos - neue Forschungsergebnisse im
Evolutionsunterricht
Verfasser: Dr. Jürgen Nieder, Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen, Meckenheimer
Allee 170, D-53115 Bonn, [email protected]
Die Darwinfinken sind "Klassiker" im Evolutionsunterricht. Die "adaptive Radiation" der 13
auf den Inseln des Galapagos-Archipels vorkommenden Arten ist in fast jedem Schulbuch
zur Evolutionslehre dargestellt. Charles Darwins Beschäftigung mit diesen Singvögeln wird
gern (und unzutreffend) als Heureka-Erlebnis geschildert, das angeblich den eigentlichen
Anstoß zu seiner bahnbrechenden Evolutionstheorie lieferte. Dagegen werden die
erstaunlichen neueren Untersuchungen des Forscherehepaars Grant, insbesondere zu
Bastardbildungen der Darwinfinken untereinander und zur Mikroevolution dieser Vögel im
Biologieunterricht weitgehend vernachlässigt. Der folgende Beitrag stellt einige dieser
Ergebnisse und historische Aspekte vor.
Komplizierte biologische Sachverhalte ganz alltäglich
49080 Osnabrück; Dr. Wolfgang Kricke, Karl-Ziegler-Gymnasium, Schulstraße 2-6, 45468
Mülheim/Ruhr
Der Artikel macht einen Vorschlag, wie das Verständnis komplexer biologischer Strukturen
und Zusammenhänge durch direkten Alltagsbezug erleichtert werden kann und so auch die
kritische Arbeit mit Modellen geschult wird.
Nachschlagen statt Nachfragen?
Verfasser: Dr. Daniel C. Dreesmann, Universität zu Köln, Institut für Biologie und ihre
Didaktik, Dr. Matthias Ballod, Lehrstuhl für empirische Sprachdidaktik, Seminar für Deutsche
Sprache und ihre Didaktik, Gronewaldstr. 2, 50931 Köln, Kontakt: [email protected]
Lexika und Enzyklopädien dienen dazu, sich schnell, verständlich und fachlich korrekt
Wissen anzueignen oder zu vertiefen. Inwieweit aktuelle Auflagen von vier häufig
verwendeten Nachschlagewerken diesen Ansprüchen für die Biowissenschaften gerecht
werden, wurde am Beispiel ausgewählter Begriffe zum Thema Gentechnik untersucht. Eine
Kombination von fachdidaktischen, sprachwissenschaftlichen und lexikografischen
Methoden kommt jedoch zu dem Ergebnis, dass dies nur eingeschränkt der Fall ist. Obwohl
die erforderliche Information prinzipiell vorhanden ist und die Lexikonartikel verständlich
geschrieben wurden, mangelt es neben einer guten didaktischen Umsetzung vor allem an
einem zweckmäßigen Verweissystem, das dem Nutzer den Zugang zum vorhandenen
Wissen erschließt. Die Rolle von klassisch gedruckten und digitalen Nachschlagewerken für
die Wissensvermittlung wird diskutiert.
Weiteres zum 1333...3er Problem
Verfasser: Michael Schmeier, Erziehungswissenschaftliche Fakultät der Universität Erfurt,
Nordhäuser Str. 63, 99089 Erfurt
Besprechungen
Bücher
2005 (Jahrgang 58)
Standpunkte
Und sie gehören doch zur Bildung ...
Verfasser: Doris Ahnen, Ministerin für Bildung, Frauen und Jugend des Landes RheinlandPfalz
Quantum Computation
Verfasser: Dr. rer. nat. Dr.-Ing. David Meintrup, Universität der Bundeswehr München,
Gebäude 41/100, 85579 Neubiberg, [email protected]
Das Thema Quanteninformationstheorie ist inzwischen so populär, dass es im März dieses
Jahres sogar auf dem Titelblatt des Nachrichtenmagazins DER SPIEGEL zu finden war.
Doch wie funktioniert ein Quantencomputer? Wir wollen in diesem Beitrag zeigen, aus
welchen Bausteinen ein Quantenalgorithmus besteht und an Hand eines Beispielalgorithmus
erklären, warum Quantenalgorithmen klassischen Algorithmen überlegen sein können. Bei
der Darstellung haben wir keinerlei Kenntnisse der Quantenmechanik vorausgesetzt und uns
auf einen Spezialfall beschränkt. So gelingt mit wenigen mathematischen Hilfsmitteln eine
dennoch präzise Darstellung.
Schulpraxis
Variationen zum 3n+1-Problem
Verfasser: StD i. R. Peter Klink, Ahornallee 16, 21279 Hollenstedt
Das als Collatz-Problem in die Literatur eingegangene 3n+1-Problem wird in diesem Beitrag
dahingehend variiert, dass zur Definition der entstehenden Folgen statt der Unterscheidung
"gerade oder ungerade" generell "Teilbarkeit" in Betracht gezogen wird.
Lokale Symmetrie und Ableitung der Polynomfunktionen
Verfasser: Angelika Keller, Thomas Kirski, Peter Baumann, StD Helmut Wunderling,
[email protected]
Besitzt der Graph einer Polynomfunktion sowohl eine Symmetrieachse als auch mindestens
einen Hoch- oder Tiefpunkt, so liegt ein solcher auf der Symmetrieachse. Die Stelle der
Symmetrieachse kann als Lösung einer Gleichung gefunden werden. Verzichtet man auf die
Existenz einer Symmetrieachse, so liefern die Lösungen der Symmetriebedingung lokale
Symmetrien, die auch mit Extrempunkten in Verbindung stehen. Horizontale Geraden in
Extrempunkten sind Tangenten an die Graphen von Polynomfunktionen. Hieraus lassen sich
Tangenten für alle übrigen Kurvenpunkte entwickeln. Das führt zum Ableiten von
Polynomfunktionen ohne den Grenzwertbegriff.
Zu einigen Grundbegriffen der klassischen Mechanik
Das Schönste, was wir erleben können, ist das Geheimnisvolle. Es ist das Grundgefühl, das
an der Wiege von wahrer Kunst und Wissenschaft steht. Wer es nicht kennt und sich nicht
mehr wundert, nicht mehr staunen kann, der ist sozusagen tot und sein Auge erloschen.
ALBERT EINSTEIN
Man sollte meinen, dass zu grundlegenden Begriffen wie Masse, Schwerkraft und Gewicht in
Schule und Hochschule Einmütigkeit herrscht. Durch einen Blick in Lehrbücher und
Nachschlagewerke wird man aber bald eines Besseren belehrt. Der zweiteilige Beitrag
nimmt Definition und Handhabung einiger Grundbegriffe der Mechanik unter die Lupe und
gibt Hinweise zu ihrem Gebrauch in der Schule.
Thales und Pythagoras beim Billardspielen
Verfasser: Josef Küblbeck, Neckarstr. 12, 74379 Ingersheim, [email protected]
Was haben Thales und Pythagoras mit dem Billardspiel zu tun? Beide helfen bei der Analyse
von möglichen Positionen, also ob eine Kugel "spielbar" ist oder nicht. Damit die Sache
mathematisch überschaubar bleibt, vereinfachen wir die Situation: Wir spielen ohne Effet,
ohne Reibung und ohne Bande und mit kleinen Kugeln. Die Ergebnisse sind bemerkenswert
einfach und "schön".
ASIP - Elternbeteiligung in der Grundschule
Verfasser: Prof. Dr. Lutz Fiesser, Institut für Physik und Chemie und ihre Didaktik an der
Universität Flensburg, Auf dem Campus 1, 24943 Flensburg, [email protected];
Friedhelm Sauer, Dr. phil. Sönke Holst
Im Projekt ASIP (Advancing Science through Informed Parents) führen frei zugängliche
Experimentierstationen in den Fluren einer Grundschule außerhalb des Unterrichts zu
intensiver Auseinandersetzung mit Phänomenen aus Natur und Technik. Da sie von Eltern
gebaut werden können, erschließen sich höchst effektive Wege zu fruchtbarer Kooperation
von Lehrern, Eltern und Schülern. In der Folge entstehen bei den Schülerinnen und Schülern
Kenntnisse und Einstellungen, die dem naturwissenschaftlichen Unterricht der
Sekundarstufe ein tragfähiges Fundament geben.
Käseverpackungen - gar nicht so langweilig
Verfasser: Bernd Landsgesell, Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Korrespondenzanschrift: Prof.
Dr. H. J. Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Fachbereich Biochemie, Chemie und
Pharmazie, Institut für Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt / M.,
[email protected]
Käseverpackungen aus glasklaren Verbundfolien bestehen in den meisten Fällen aus einer
äußeren Schicht aus Polyamid und einer inneren aus Polyethylen. Anhand einfacher
Experimente können im Chemieunterricht der Aufbau solcher Folien und wesentliche
Kriterien für deren Funktion erarbeitet werden. Es wird deutlich, welche hohen
Anforderungen heute selbst an kaum beachtete Alltagsprodukte gestellt werden.
Titrationen im Halbmikromaßstab
Verfasser: Dipl.-Ing (FH) Wolfgang Proske, Bahnhofstr. 18, 06895 Zahna, Fax:
034924/20648; Prof. Dr. Volker Wiskamp, Fachhochschule Darmstadt, Fachbereich Chemieund Biotechnologie, Hochschulstr. 2, 64289 Darmstadt
Titrationen spielen in der Analytischen Chemie eine große Rolle. Sie können in
Schülerübungen mit geringem Aufwand und guten Ergebnissen im chemikaliensparenden
und abfallarmen Halbmikromaßstab durchgeführt werden, wenn als Bürette eine 1-mlTuberkulinspritze verwendet wird.
Pflanzenhormone
Verfasser: Lars Scheffel, [email protected]
In den folgenden Versuchsbeschreibungen werden sechs Versuche zum Thema
Pflanzenhormone vorgestellt, die sich mit einfachsten Mitteln in der Schule durchführen
lassen. Die Behandlung des Themas Pflanzenhormone kann das Thema "Wachstum der
Pflanze" sinnvoll abrunden und bietet die Möglichkeit, einen praxisorientierten, die Schüler
aktivierenden Unterricht anhand einfacher und ungefährlicher Versuche durchzuführen.
Weiterhin bieten sich zahlreiche Ansatzpunkte für das Einflechten von projektorientierten
Vorhaben im Rahmen einer Projektwoche oder einer Facharbeit.
NaT-Working "Meeresforschung"
Verfasser: Dipl.-Biologin Anja Schmitz, IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften an der Universität Kiel, Abt. Didaktik der Biologie, Olshausenstr. 62,
24098 Kiel, www.ipn.uni-kiel.de; [email protected]; Dr. Avan N. Antia, IFM-GEOMAR Leibniz Institut für Meereswissenschaften an der Universität Kiel, Düsternbrooker Weg 20,
24105 Kiel, www.ifm-geomar.de; [email protected]; Bernd Blume, Gymnasium
Wellingdorf, Schönberger Str. 67, 24148 Kiel, www.gymnasium-wellingdorf.de;
[email protected]
Zwischen Unterricht und Klausur, Forschungsreise und Publikation findet sich kaum Zeit für
etwas anderes. Trotzdem fand eine Gruppe Wissenschaftler und Lehrer sowie der
Umweltverein "Hohe Tied" zusammen, um ein Projekt ins Leben zu rufen, das einen Funken
Begeisterung für die Meereswissenschaften in die Schule trägt.
Zentrale Lernstandserhebungen in Nordrhein-Westfalen
Verfasser: Dr. Andreas Pallack, [email protected]; Peter Dobbelstein,
[email protected]; Dr. Rainer Peek, [email protected]; Adresse:
Landesinstitut für Schule, Qualitätsagentur des Landes NRW, 59494 Soest,
Die öffentliche und fachliche Diskussion um Schul- und Unterrichtsqualität ist aktuell
bestimmt durch Verfahren der Standardsetzung, die sich bundesweit in der Formulierung
von Bildungsstandards und in den einzelnen Bundesländern in der Formulierung von
Kompetenzerwartungen oder verbindlichen Anforderungen in (Kern-)Lehrplänen für die
Fächer zeigen. Im Kontext einer verstärkten Orientierung an erwarteten und an tatsächlich
erreichten Ergebnissen spielen daran gekoppelt Verfahren der Standardüberprüfung eine
große Rolle. In diesem Zusammenhang haben sich in Nordrhein-Westfalen
Lernstanderhebungen in den Fächern Deutsch, Englisch und Mathematik zu Beginn der
Jahrgangsstufe 9 etabliert, die die methodischen Prinzipien aus systemisch orientierten
Schulleistungsstudien wie z. B. PISA anwenden (standardisierte Testverfahren), aber
vornehmlich auf Schulevaluation (Qualitätsentwicklung "vor Ort") zielen. Hier werden den
Schulen kriteriums- und normorientiert Vergleichswerte angeboten, die sie als Instrument der
Unterrichtsentwicklung nutzen sollen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht im Freistaat Sachsen
Verfasser: Steffen Flath, Staatsminister für Kultus im Freistaat Sachsen
Lehrer planen gemeinsam
Verfasser: David-S. Di Fuccia, [email protected], Prof. Dr. Bernd Ralle,
[email protected], Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der
Chemie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund; StD Wolfgang Schwarz, Gymnasium
Neutraubling, Gregor-Mendel-Straße 5, 93073 Neutraubling
Seit Mai 2002 arbeitet in Bayern eine Lehrerarbeitsgruppe gemeinsam an der Umsetzung
von Chemie im Kontext: Auf den regelmäßigen Treffen werden konkrete Unterrichtsreihen
geplant, unmittelbar einsetzbare Materialien erstellt, und es wird auf aktuelle
bildungspolitische Entwicklungen und Vorgaben reagiert. Dieser Artikel berichtet über die
Rahmenbedingungen, unter denen die Arbeit stattfindet, über die Erwartungen, mit denen
die beteiligten Lehrkräfte ihre Mitarbeit begonnen haben, über die Probleme, die während
der gemeinsamen Zeit auftraten und die Lösungen, die in der Gruppe gefunden werden
konnten. Auf diese Weise soll mit diesem Beitrag ein Einblick in die konkrete Arbeit einer
derartigen Lehrerarbeitsgruppe vor Ort gegeben werden.
Schulpraxis
Die Lernkartei im Mathematikunterricht
Verfasser: OStR Thomas Vogt, Backesgasse 4, 55595 Hargesheim, [email protected]
Der Beitrag gibt inhaltliche und methodische Anregungen für die Praxis, wie eine Trainingsoder Lernkartei im Mathematikunterricht aufgebaut, gepflegt und eingesetzt werden kann.
Das besondere Augenmerk liegt auf der Beschreibung verschiedener Aufgabenkategorien
und dem Blick auf aktuelle Entwicklungen bei den Schulbüchern.
Fortgesetzte Teilung eines Intervalls unter konstantem Teilverhältnis
Verfasser: Prof. Dr. Günter Pickert, Eichendorffring 39, 35394 Gießen
Es wird ein expliziter Ausdruck für die Teilpunkte bei der fortgesetzten Teilung des Intervalls
unter konstantem Teilverhältnis angegeben.
Graphische Lösung von Aufgaben zur Ellipse
Verfasser: Heinrich Quillmann, Chemnitzer Str. 1, 61130 Nidderau, [email protected]
Obwohl die Ellipse in vielen Bereichen - wie zum Beispiel in der Satelliten- oder
Nachrichtentechnik - von großer Bedeutung ist, wird sie im Unterricht leider recht
stiefmütterlich behandelt.
Variation zum Satz des Pythagoras
Verfasser: Ingeborg Strauss, Am Eichbühel 28 A, 61476 Kronberg im Taunus,
[email protected]
Im Internet findet man, etwa bei kommerziellen Auktionen und Händlern oder auf
geschichtsträchtigen Websites, manche für den Mathematikunterricht interessante
Zahlungsmittel und Medaillen. Die Autorin berichtet über eine Idee und deren Folgerungen,
angeregt durch eine Silber-Münze aus Uganda, geprägt im Jahre 2000 als reguläres
Zahlungsmittel mit der Wertangabe 2000 Shillings. Die Ausführungen basieren auf realem
Unterrichtsgeschehen in gymnasialen Klassen und geben einen Eindruck, wie sich durch
das Verändern bzw. Übertragen mathematischer Aussagen reiche Aktivitäten entfalten
können und Entdeckungen ermöglicht werden. Mit Teil 1 dieses Beitrages wird vornehmlich
der Unterricht der Sekundarstufe I in den Blick genommen, während der 2. Teil des
Beitrages mehr auf Inhalte und Arbeitsweisen der Sekundarstufe II abzielt.
Experimente zum Brechungsindex an einem Prisma
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Dräger, Grindelallee 117, 20146 Hamburg, [email protected]
Einer Brille sieht man nicht sogleich an, dass ihrer Konstruktion eine rein physikalische
Größe, nämlich der Brechungsindex, zugrunde liegt. Zu seiner Bestimmung wählt man zuvor
Körper von möglichst einfacher Geometrie aus. In dieser Untersuchung werden zwei wirklich
einfache Verfahren vorgestellt und diskutiert, mit denen der Brechungsindex an Prismen
schnell und erfolgreich ermittelt werden kann. Insbesondere werden alle Vorteile
herausgearbeitet, die gegenüber dem aufwendigeren Standardverfahren bestehen.
Fahrstuhl ins All
Verfasser: StD i. R. Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120
In der Presse tauchen gelegentlich Nachrichten über einen "Fahrstuhl ins All" auf, auch die
NASA soll sich dem Vernehmen nach damit beschäftigen: Von einem geostationären
Satelliten soll ein Seil hinab bis zur Erdoberfläche führen, an dem dann ein Fahrstuhl
hinaufgleiten könnte. Diese Idee hat mittlerweile weitere Ideen zur Folge: Architektenutopien
einer an geostationären Satelliten aufgehängten Brücke zwischen Europa und den USA. Es
könnte anlässlich einer Facharbeit Physik reizvoll sein, über die physikalischen
Möglichkeiten und Bedingungen solcher Projekte nachzudenken. Interessenten für dieses
Thema sollten sich allerdings fit im Rechnen fühlen.
Physikalische Methode zur Prüfung des Stärkegehalts von Kartoffeln
Verfasser: Prof. Dr. Ludger Figura, Hochschule Bremerhaven, An der Karlstadt 8, 27568
Bremerhaven, [email protected]
Es wird eine physikalische Schnellmethode vorgestellt, die es ermöglicht den Stärkegehalt
von Kartoffeln anhand der Dichte der Knollen abzuschätzen. Die Dichtebestimmung von
Kartoffeln kann von Schülern mit einfachen Mitteln durchgeführt werden. Ein Zahlenbeispiel
verdeutlicht den Rechengang. Das vorgestellte Beispiel aus dem Bereich der
Lebensmitteltechnik lässt sich mit einer individuellen didaktischen Aufbereitung im
naturwissenschaftlichen Unterricht von Klasse 5 bis 10 verwenden. Es bietet eine Reihe von
interdisziplinären Anknüpfungspunkten zum Stoff anderer Fächer und kann eingesetzt
werden, um Schüler zu vernetztem Denken anzuregen.
Physikalisch-chemische Experimente im Kindergarten
Verfasser: Dr. Volker Wiskamp, Fachhochschule Darmstadt, Fachbereich Chemie- und
Biotechnologie, Hochschulstr. 2, 64289 Darmstadt, [email protected]
Der Autor hat physikalisch-chemische Experimentiereinheiten im Kindergarten durchgeführt
und ist in der naturwissenschaftlichen Aus- und Weiterbildung von Erzieherinnen tätig.
Basierend auf seinen Erfahrungen schlägt er 20 Versuche bzw. Versuchskombinationen vor,
die Kinder vor ihrem Schuleintritt kennen gelernt haben sollten. Es werden Hinweise
gegeben, wie im Kindergarten eine Atmosphäre geschaffen werden kann, die neugierig
macht, und exemplarisch werden Bücher und Internet-Quellen genannt, in denen
vergleichbare und weitere Experimente beschrieben sind, die für den Einsatz im
Kindergarten in Frage kommen.
Genetik im Kontext von Evolution
Verfasser: Wilfried Baalmann, Dr. Vera Frerichs, Prof. Dr. i. R. Ulrich Kattmann, Didaktik der
Biologie, Universität Oldenburg, Mittellinie 71, 26160 Bad Zwischenahn, http://www.unioldenburg.de/biodidaktik
Nach den Richtlinien der Bundesländer ist Unterricht über "Evolution" gewöhnlich erst am
Schluss der schulischen Ausbildung vorgesehen. Das Thema wird für zu komplex und
theoretisch gehalten, um es früher zu unterrichten. So steht "Evolution" nicht im Zentrum des
Biologieunterrichts, sondern gerät an den Rand. Dem berühmten Satz des Genetikers
THEODOSIUS DOBZHANSKY: "Nothing in biology makes sense except in the light of
evolution" kann man auf diese Weise kaum gerecht werden. Ein Hauptgrund für die
Verbannung des Themas Evolution ans Ende der Schullaufbahn ist die Überzeugung vieler
Biologielehrkräfte, dass Evolution ohne Basiswissen aus der Genetik nicht richtig gelehrt und
verstanden werden könne. Die Didaktische Rekonstruktion im Bereich Genetik und Evolution
widerlegt diese Annahme und zeigt einen Weg zum besseren Verstehen beider Phänomene.
Milch - ein Thema für den Biologieunterricht
Verfasser: Cornelia Eichmann, Universität Gießen; Dipl. oec. troph. Alexandra Kühnel; Dr.
Ulrich Gross, [email protected]
Milch ist ein ständiger Begleiter im Leben des Menschen. Insbesondere in der Juvenilphase
spielt dieses Produkt eine entscheidende Rolle. Muttermilch stellt oft in den ersten Monaten
das alleinige Nahrungsmittel des Säuglings dar.
Deutsche und japanische Schüler im Interviewvergleich
Verfasser: Dr. Bernd Oehmig, Feldstr. 5b, 15831 Mahlow, [email protected]
Vorgestellt wird eine Untersuchung mit deutschen und japanischen Schülern, die zu den
Begriffen "Ernährung", "Luftdruck" und "Metall" Multiple-Choice-Aufgaben lösen mussten.
Anschließend wurde ein Teil der Schüler zu ihren Antwortentscheidungen in Interviews
befragt. Als Ergebnis deutet sich an, dass japanische Schüler schulwissen-fixierter sind als
deutsche und sich deshalb gehäuft bei den Interviewantworten auf gelernte Inhalte berufen
können.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
"Es ist nicht das Wissen, sondern das Lernen"
Verfasser: Ute Erdsiek-Rave, Ministerin für Bildung und Frauen des Landes SchleswigHolstein
Gene sind charakterlos
Verfasser: Dr. Ulrich Kattmann, Didaktik der Biologie der Universität Oldenburg Mittellinie 71,
26160 Bad Zwischenahn, http://www.uni-oldenburg.de/biodidaktik; Dr. Vera Frerichs;
Matthias Gluhodedow
Die Studie handelt von Didaktischer Rekonstruktion. Sie betrifft ein Forschungsmodell, das
als Rahmen für fachdidaktische Lehr-Lernforschung innerhalb der Biologiedidaktik in
Oldenburg und der Physikdidaktik am IPN Kiel entwickelt wurde. Der Forschungsrahmen
entspricht dem Verständnis der Fachdidaktiken als zentrale Bezugswissenschaften für eine
professionelle Lehrerbildung, indem mit ihnen fachliche und pädagogische Kompetenz
gebündelt und miteinander verknüpft vermittelt werden. Wir werden daher unser Verständnis
von Fachdidaktik kurz umreißen und danach die Grundzüge des Modells der Didaktischen
Rekonstruktion darstellen, um schließlich Ergebnisse der Didaktischen Rekonstruktion am
Beispiel der Genetik auszuführen und dabei Konsequenzen für die Unterrichtspraxis
aufzuzeigen.
Schulpraxis
Frust und Lust beim Lösen von "Steckbriefaufgaben"
Verfasser: StRefin Ursula Mentz, Humboldt-Gymnasium, 50676 Köln, [email protected]; StD Dr.
Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln,
[email protected]
Steckbriefaufgaben besitzen das Image »langweiliger Routine«. Der Einsatz eines
dynamischen Arbeitsblattes eröffnet einen spannenden, scheinbar einfachen dynamisch experimentellen Zugang, der Schüler letztendlich aber doch zum Nachdenken
(Problemlösen) zwingt. Beschrieben wird eine Unterrichtsstunde, die zum Nachmachen und
Modifizieren anregen möchte.
Kryptologie modular: Ein Kontext in Bausteinen
Verfasser: Dr. Gilbert Greefrath, Nordhornstr. 53, 48161 Münster, [email protected]; Prof.
Dr. Dr. Georg Hoever, Eupener Str. 247b, 52076 Aachen, [email protected]
Der Artikel beschreibt ein modulares Kurskonzept am Beispiel der Kryptologie. Ein derartiges
Kurskonzept aus Kontextbausteinen bietet sich insbesondere bei außerschulischen Kursen
und Veranstaltungen für Schülerinnen und Schüler an, bei denen man in besonderer Weise
auf deren Interessen und Neigungen eingehen kann und nicht so sehr an einen Lehrplan
gebunden ist. Die dargestellten Ideen können aber auch entsprechend angepasst im
schulischen Unterricht beispielsweise im Fach Informatik, einer Mathematik-AG oder im
Rahmen eines fächerverbindenden Projekts profitabel umgesetzt werden.
Eine dynamische Behandlung der Kegelschnitte mit Cabri 3D
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, PH Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten,
[email protected]
Für eine dynamische Einführung der Kegelschnitte als ebene Schnittfiguren eines
(Doppel-)Kegels benötigen wir ein entsprechendes dreidimensionales dynamisches
Geometriesystem, das dem Nutzer eine gute Visualisierung räumlicher Objekte sowie die
Konstruktion, die direkte Manipulation und Variation derselben bietet. Mit Cabri Géomètre
3D1 steht erstmals ein solches System zur Verfügung, mit dem man wie mit den
zweidimensionalen dynamischen Geometriesystemen im Raum dynamische Geometrie
treiben kann: Wir können uns nun die ebenen Schnitte eines Kegels und die Begründung der
phänotypischen Formen der Schnittkurven besser zugänglich machen als das mit
traditionellen Medien möglich ist.
Zur Mathematik des Planimeters
Verfasser: Diplomelektroingenieur Franz Kamber, Waldstraße 39, CH Reussbühl
In zwei Beiträgen in dieser Zeitschrift wurde die Arbeitsweise von Planimetern am Beispiel
von Rechteckflächen erklärt. Hier wird das Thema weitergeführt, aber als Beispiel eine
Halbkreisfläche gewählt. Diese enthält alle Richtungen, die vom Planimeter zu umfahren
sind, und ist somit allgemeiner.
Zur Ungleichung von arithmetischem und geometrischem Mittel
Verfasser: StD Dr. Jörg Meyer, Schäfertrift 16, 31789 Hameln, [email protected],
Es ist nicht nur ein wichtiges Unterrichtsziel, Terme aufzustellen und umzuformen, sondern
auch, sie zu interpretieren. Dabei sind kreative Deutungen natürlich besonders willkommen,
etwa nach dem Motto "Den Sinn nicht in den Dingen suchen, sondern ihn hineinstecken!"
Ableitungen alternativ berechnen
Die Herleitung von Ableitungsregeln aus der Grenzwertdefinition bleibt im Unterricht deshalb
oft isoliert, weil geeignete Übungsmöglichkeiten fehlen. Solche bieten sich durch eine kleine
Variation der Definition der Ableitung an, die zudem einige Herleitungen erleichtert.
Die Sonnenschein-Formel
Verfasser: Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze, Friedrich-Schiller-Universität, PhysikalischAstronomische Fakultät, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, [email protected],
Die in Teil I des Aufsatzes hergeleitete Sonnenschein-Formel wird benutzt, um die
Entstehung der Jahreszeiten aus der Schrägstellung der Erdachse in Bezug auf die
Erdbahnebene zu erklären. Weitere Anwendungen sind die Zeiten des Sonnenauf- und
-untergangs, die Dämmerungsdauer, Polartag und -nacht sowie die Änderung der
Sonnenscheindauer von einem Tag zum anderen.
Lernen mit selbstkonstruierten Simulationen im Themenbereich Kugelteilchenmodell
Verfasser: Prof. Dr. Elke Sumfleth, Universität Duisburg-Essen, Dr. André Hollstein
Das Computersimulationsprogramm L.E.S.P. (Learning Environment for Simulation of
Particulate models of matter) ermöglicht es Lernenden ihre eigenen Modellvorstellungen zur
Teilchenstruktur der Materie zu visualisieren und sie durch eine aktive Auseinandersetzung
mit ihnen, durch einen konstruktiven, handlungsorientierten Umgang, unterstützt durch
Gruppen- oder Klassendiskussionen, zu modifizieren. Diese konstruktive Nutzung sollte die
Lernleistung verbessern und damit zur Entwicklung eines stabilen und naturwissenschaftlich
akzeptierbaren Teilchenkonzepts beitragen. Die Studie zeigt, dass Lernenden durch die
computerunterstützte Visualisierung submikroskopischer Prozesse die Differenzierung von
makroskopischen und submikroskopischen Eigenschaften eher gelingt und dass Lernende
mit unterschiedlichem Vorwissen in gleichem Maße profitieren.
Wasser - Strukturen und Reaktionen auf der atomaren Ebene
Verfasser: Prof. Dr. Dagmar Steiner, Didaktik der Chemie, Regensburger Str. 160, 90478
Nürnberg, [email protected]; Martin Simon, [email protected]
Für den Stoff »Wasser« wird multimediales, filmisches Lehrmaterial für die Teilchenebene
vorgestellt, das ein Unterrichten mit Experiment, Ansichten von Teilchen und Formeln
erlaubt. Mittels Molecular Modelling werden Strukturen von Eis und Wasser, die katalytische
Synthese von Wasser aus den Elementen sowie die Autoprotolyse des Wassers visualisiert.
Didaktische Einsatzmöglichkeiten des Lehrmaterials werden beschrieben.
Rechnen mit Größen und Größenordnungen
Verfasser: Uwe Gregory, Hauptschule Dortmund-Nette, Dörwerstrasse 36, 44359 Dortmund,
[email protected]; Prof. Dr. Ingo Eilks,Universität Bremen, Fachbereich Biologie/Chemie
- Didaktik der Chemie, Leobener Str. NW 2, 28334 Bremen, [email protected]
Oder: Wie viel "Nichts" ist im Gas
Lernemotionen und Lehrerverhalten im Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Christoph Randler, Pädagogische Hochschule Ludwigsburg, Abt. Biologie und
ihre Didaktik, Reuteallee 46, D-71634 Ludwigsburg, [email protected]
Michaela Kunzmann
Schwerpunkt der Lernforschung im Biologieunterricht war bislang die Erfassung kognitiver
Variablen. Emotionen besitzen allerdings eine wichtige Rolle im Lernprozess und ein oft
unterschätzter Einflussfaktor liegt in der Lehrperson. Hier wird ein Kurzfragebogen
vorgestellt, der sich direkt auf die momentan erlebte Unterrichtsstunde bezieht. Parallel dazu
wurden Unterrichtsbeobachtungen durchgeführt, um die Ergebnisse zu validieren.
Besprechungen
CD-ROM Chemie / Bücher
Zu guter Letzt
96. MNU-Kongress 2005 in Kiel
Stiefmuttermärchen und kollektive Verbrechen
Verfasser: Prof. Dr. Bernhard Verbeek, Fachbereich 3, Universität Dortmund, Otto-Hahn-Str.
6, 44227 Dortmund, [email protected]
Nur scheinbar haben Märchen nichts mit Naturwissenschaft, nichts mit evolutionärer
Gestaltung des Gehirns zu tun. Tatsächlich aber geben uns Märchen und Mythen
bedeutende Hinweise zu Verhaltensdispositionen, darunter anrührend positive, aber auch
abgründige. Für die Psychobiologie sind sie eine wertvolle Induktionsbasis, und zwar
deshalb, weil sie viel älter sind als diese Wissenschaft selbst. Anders als moderne
Psychoautoren können die alten Märchendichter niemals bewusst oder unbewusst das
produziert haben, was die heute aktuelle Lehrmeinung vorschreibt. Bei den Märchen läuft
die psychologische Wissenschaft nicht Gefahr, nur die Ostereier zu finden, die sie vielleicht
unbewusst selber versteckt hat.
Schulpraxis
Zahlen in der Biologie
Münster, Fax: 0251/83-31330, [email protected]
An Beispielen wird gezeigt, welche Probleme sich hinter anscheinend exakten
Zahlenangaben verbergen können. Für diese Betrachtung wurden beispielhaft Daten aus
den folgenden Bereichen ausgewählt: Experimente (Messgenauigkeit, Messreihen),
Bezugsgrößen, Zahlen aus Datensammlungen, Bau und Funktion (Hirngewichte,
Oberflächenvergrößerung). Die biologischen Phänomene, die biologischen Objekte müssen
Vorrang bei der Mathematisierung haben, müssen im Mittelpunkt der Überlegungen stehen.
Ihre Betrachtung und Bewertung benötigt Zeit und auch Muße.
Ein Sehwinkelproblem
[email protected]
Ein Sehwinkelproblem kann auf klassisch geometrische Weise, nämlich mit Hilfe des Kreises
des APOLLONIUS, aber auch auf analytische Weise, mit Hilfe von Sehwinkelfunktionen,
gelöst werden. Dabei tauchen Aufgaben- und Fragestellungen auf, die sich zu einer
Facharbeit Mathematik verdichten lassen.
Besteht eine Relation zwischen Um- und Inkreisradius eines Dreiecks?
Realitätsnahe Kurvendiskussionen
Verfasser: Dr. Uli Dammer, Quellenweg 5, 4410 Liestal, Schweiz, [email protected]
Aus dem reichen Fundus der Physik werden als Anregung für den Mathematikunterricht
einige interessante Funktionen vorgestellt.
Demonstration einer affinen Abbildung und weitere Beispiele
Verfasser: OStR i. R. Dieter Schöttler, Erlenweg 9, 36251 Bad Hersfeld, [email protected]
Das Computer-Algebra-System Mathematica ist gut geeignet, die Eigenschaften von
Abbildungen zu veranschaulichen. Ausgewählte Abbildung und Ausgangsfigur sind passend
zu wählen. Zur Zeichnung können Linien, Flächen in verschiedenen Graustufen-Intensitäten
und farbige Flächen benutzt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, mehrere Bilder zu
einem Bild zu kombinieren. Die Benutzung von Matrizen - Matrizenmultiplikation und
Potenzen von Matrizen - erleichtert die Rechnungen sehr und passt zum entsprechenden
Unterrichtsthema. Die bequeme Möglichkeit des Ausdrucks von Koordinaten und Matrizen
erleichtert die Hausaufgabenkontrolle.
Verändert der Mensch das Klima?
Verfasser: Prof. Dr. Mojib Latif, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, Dienstgebäude
Westufer, Düsternbrooker Weg 20, 24105 Kiel, [email protected]
Ausgehend von der Feststellung, dass sich das Weltklima infolge anthropogener Einflüsse in
den nächsten Jahrzehnten mit großer Sicherheit weiter erwärmen wird, werden Ursachen
des Treibhauseffektes sowie Vorhersagen zum Klima des 21. Jahrhunderts erörtert.
Farbenprächtige Interferenzringe auf einer Wasseroberfläche
Verfasser: Dr. H. Joachim Schlichting, Universität MÜnster, Institut für Didaktik der Physik,
Verstaubte Wasseroberflächen können farbenprächtige Ringsysteme aufweisen, die nicht
nur exzentrisch zum Spiegelbild der Sonne orientiert sind, sondern sich der Änderung des
Beobachterstandpunktes entsprechend verschieben. Mit der Sonne im Rücken umgeben die
Farbringe wie eine Glorie den Kopfschatten des Beobachters. Auf der Suche nach einer
Erklärung für dieses merkwürdige Verhalten werden Modellexperimente beschrieben, die zu
dem Schluss führen, dass es sich bei diesem Naturphänomen um eine bemerkenswerte
Variante quételetscher Ringe handelt.
Internationale Chemieolympiade 2004
Verfasser: PD Dr. habil. Christian Näther, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für
Anorganische Chemie, Olshausenstr. 40, 24118 Kiel, [email protected]; PD Dr. habil.
Sabine Nick, Christian-Albrechts-Universität, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften (IPN), Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Im Juli 2004 fand in Kiel zum 36. Mal die Internationale Chemieolympiade statt. 236 der
besten Schüler aus 61 Ländern kämpften um Medaillen. Im Rahmen der Olympiade mussten
die Schüler neben einer theoretischen Klausur auch eine praktische Klausur durchführen.
Diese bestand aus zwei Aufgaben, von denen die eine die Spaltung von Makrolon sowie die
Derivalitisierung des Spaltproduktes, die andere die quantitative und qualitative Analyse
eines Supraleiters zum Inhalt hatte. Die Vorbereitung der praktischen Klausur beinhaltete
eine ganze Reihe unterschiedlicher Aufgaben. So mussten rund 16.000 Geräte, 6.500
Chemikalienflaschen und 1.000 Schilder angeschafft und aufgebaut sowie annähernd 1.000
Schmelzpunkte bestimmt und rund 450 Präparate getrocknet und ausgewogen werden.
Rund 50 Assistenten waren an der praktischen Klausur beteiligt. Im folgenden Beitrag wird
aus einer ganz persönlichen Sicht der Autoren über die Vorbereitung und Durchführung der
praktischen Klausur berichtet, deren Organisation eine logistische Herausforderung
darstellte.
Schulpraxis
Kombinatorik in der Chemie der Fette
Verfasser: Dr. Giuseppe G. G. Manzardo, Ruhtalstraße 12, CH-8400 Winterthur (Schweiz),
[email protected]; Dr. Bernhard Ruh, Herrenweg 18, CH-4504 Solothurn
(Schweiz), [email protected]
Die enorme Komplexität der Zusammensetzung natürlicher Fette und Öle lässt sich
einerseits durch die große Zahl von verschiedenen Fettsäuren erklären, die der Natur zum
Aufbau der Fettsäureglycerinester (Acylglycerine) zur Verfügung steht. Andererseits aber
auch dadurch, dass mit den Fettsäuren eine riesige Zahl von verschiedenen Anordnungen
am Glyceringerüst möglich sind. Dieser kombinatorische Aspekt, der in den Lehrbüchern der
Chemie und Biochemie gewöhnlich ignoriert wird, ist eine unerlässliche Voraussetzung für
die Einsicht in die Komplexität der Zusammensetzung natürlicher Fette und Öle. In diesem
Beitrag werden die allgemeinen Formeln zur Berechnung der theoretisch möglichen Zahl der
Mono-, Di- bzw. Triacylglycerine (auf der Ebene der Konstitution wie auch mit
Berücksichtigung der Stereoisomere) bei vorgegebener Zahl verschiedener Fettsäuren
beschreiben und im Zusammenhang mit der Diskussion der Fettsäure- und TriacylglycerinZusammensetzung von Sonnenblumenöl und Milchfett angewendet.
Zur Arbeit mit Bildungsstandards
[email protected]
Lernaufgaben als Einstieg und Schlüssel
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Konzepte und Prozesse
Schulpraxis
Der nationale Naturwissenschaftstest PISA 2003
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Rost, Dipl. Psych. Oliver Walter, Prof. Dr. Claus H. Carstensen,
Dr. Martin Senkbeil, Prof.Dr. Manfred Prenzel, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften (IPN), Olshausenstr. 62, 24098 Kiel; [email protected]
Die Ergebnisse der zweiten PISA-Studie, PISA 2003 (Program for International Student
Assessment, OECD 2002 [1]) sind seit Dezember 2004 veröffentlicht und haben ein hohes
öffentliches Interesse gefunden. Die detaillierten Ergebnisse sind in dem ersten
Berichtsband [2] dargestellt und interpretiert. Aus fachdidaktischer Perspektive betrachtet
stellen sich mit diesen Ergebnissen jedoch auch neue Fragen: In welchen Teilbereichen der
naturwissenschaftlichen Kompetenz sind die Deï¬zite höher, in welchen anderen
Bereichen vielleicht niedriger als diese Zahlen erwarten lassen? Welche Aspekte der
naturwissenschaftlichen Kompetenz sind für die große Leistungsstreuung verantwortlich zu
machen? Zeigen sich Kompetenzunterschiede zwischen Jungen und Mädchen? Wo müsste
weitere fachdidaktische Forschung ansetzen, und welche Kompetenzbereiche sollten durch
neue Unterrichtsformen besonders gefördert werden?
Biochemie der Psychosen
Verfasser: Verena Marschaus, Dr. Ulrich Gross, [email protected]
Krankheiten der Psyche sind häuig und stehen gelegentlich im Blickpunkt öffentlichen
Interesses. Bei endogenen Psychosen gibt es Hinweise auf eine Überfunktion verschiedener
Überträgerstoffe des Gehirns. Ein Beispiel hierfür stellen die Schizophrenien dar, bei der auf
der Grundlage biochemischer Ursachen die »Dopaminhypothese« entwickelt wurde. In den
letzten Jahren wurde eine Reihe von Substanzen beschrieben, die Psychosen auslösen.
Hierzu gehören pflanzliche Drogen, die lange Zeit für vergleichsweise unschädlich gehalten
wurden. Untersuchungen an eineiigen Zwillingen und Adoptivkindern, weisen auf die
Bedeutung genetischer Faktoren bei endogenen Psychosen hin. Die Ursachen sind jedoch
nicht nur rein erblich bedingt, aber auch nicht nur allein erziehungsbedingt. Ein Modell zur
Pathogenese der endogenen Psychosen geht auf Faktoren für den Ausbruch dieser
Erkrankungen ein. Es macht das Zusammenwirken von Stress und Vulnerabilität dafür
verantwortlich.
Liniennetze von Sonnenuhren
Verfasser: StD. i. K. Dr. Thomas Wenning, Buningweg 8, 48653 Coesfeld, [email protected], ist stellvertretender Schulleiter am St.-Pius-Gymnasium Coesfeld und
unterrichtet die Fächer Mathematik, Physik und Sport. Seine fachlichen Interessen liegen auf
dem Gebiet der Theoretischen Physik, der Himmelsmechanik und der Geschichte der
Naturwissenschaften.
Der Artikel beschreibt die Erstellung von Liniennetzen einer Sonnenuhr auf einer beliebig
orientierten ebenen Unterlage mit Mitteln der Analytischen Geometrie.
Eine trügerische Finanzstrategie
Verfasser: Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach,
[email protected]: Dr. Markus Brede, AG Ingenieur-Mathematik des
FB 17 - Mathematik/Informatik, Universität Kassel, Holländische Str. 36/38, 34109 Kassel,
[email protected]
Ziel des vorliegenden Beitrags sind zwei elementare Beweise der nach LEIBNIZ benannten
Formel für die Kreiszahl Pi, die keinerlei Gebrauch von Potenzreihen und den für
Potenzreihen gültigen Aussagen machen. Der erste Zugang erfolgt mithilfe einer
bemerkenswerten, weil sehr einfachen â€“ allerdings auch so gut wie unbekannten â€“
Integrationsformel, die mit der partiellen Integrationsformel eng verwandt ist; der zweite
macht Gebrauch von Punkten (x, y) auf der Einheitskreisperipherie mit rationalen
Koordinaten x, y. Beide Verfahren überführen den Flächeninhalt des Einheitskreises,
ausgedrückt als bestimmtes Integral über einen Wurzelausdruck, in ein Integral über eine
gebrochen rationale Funktion, welches im jeweils zweiten Beweisschritt schließlich in die
Leibnizreihe übergeht.
Der "grüne Strahl"
Verfasser: Prof. Dr. rer. nat. Klaus Bartels, Hochschule Vechta, Driverstr. 22, 49377 Vechta,
[email protected]; Prof. Dr. fiz. Antonijs Salitis, Daugavpils Universitäte, Vienibas
iela 13-210, LV-5401 Daugavpils, Lettland, [email protected]
Es wird auf ein Phänomen aufmerksam gemacht, das unter günstigen Umständen beim
Untergang der Sonne beobachtet werden kann. Die physikalische Erklärung beruht auf der
Brechung, Dispersion und Streuung des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre.
Intensität und spektrale Intensität
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Seidenstraße 12-35, 88316 Isny im Allgäu, [email protected]
In vielen Lehrbüchern werden die physikalischen Größen Intensität und spektrale Intensität
verwechselt. Unbefriedigend ist die Situation, dass mit spektraler Intensität zwei
verschiedene physikalische Größen bezeichnet werden.
Die Sonnenschein-Formel
Verfasser: Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze, Friedrich-Schiller-Universität, PhysikalischAstronomische Fakultät, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, [email protected]
Mit den Methoden der Vektorrechnung leiten wir die so genannte Sonnenschein-Formel her,
die es gestattet, für jeden Zeitpunkt im Laufe eines Jahres und für jede geografische Breite
die Höhe der Sonne über dem Horizont anzugeben. Eine erste Anwendung ist die
Berechnung der Mittagshöhen der Sonne zu Beginn der Jahreszeiten für markante
geographische Breiten.
Zum einführenden Unterricht über die Teilchenstruktur der Materie
Verfasser: Prof. Dr. Werner R. Theis, Marienbacher Str. 12, 14199 Berlin, [email protected]
Es wird die Vielfalt von Teilchen im Alltag erörtert und ihr gemeinsames Merkmal der
Abzählbarkeit betont. Dieses Merkmal wird auch an Materie aus dem Gesetz der multiplen
Proportionen erkannt, was den Teilchencharakter der Materie zeigt. Die kurzreichweitigen
Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen den Teilchen, Abschätzungen ihrer mittleren
Abstände, ihrer Anzahl und ihrer Masse werden aus dem Alltag und aus Beobachtungen in
der Klasse gewonnen. Daraus ergibt sich die Realität der Teilchen und zugleich ein früher
Einblick in die richtigen Größenordnungen der Teilchenstruktur der Materie.
Lernen durch Lehren in der Chemie
Verfasser: Dr. Kerstin Prokoph, Martin-Luther-Universität Halle, Fachbereich Chemie,
Abteilung für Didaktik der Chemie, Kurt-Mothes-Straße 2, 06120 Halle (Saale)
[email protected]
Um das Interesse der Schüler am naturwissenschaftlichen Unterricht, speziell am Fach
Chemie zu fördern, wurde im Jahr 2002 von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
das Projekt »Lernen durch Lehren im Fachgebiet Chemie« ins Leben gerufen. Im Rahmen
dieses Projektes übernehmen Schüler der gymnasialen Oberstufe die Aufgabe, eine
außerunterrichtliche Experimentierreihe an Grundschulen zu leiten. In der Regel wird diese
Lehrtätigkeit, die mit zahlreichen Lerneffekten verbunden ist, an den Gymnasien als
Projekttätigkeit anerkannt. Um den Schwerpunkt des eigenen Lernens - insbesondere auf
fachwissenschaftlichem Gebiet - noch zu erhöhen, können die Schüler durch bestimmte
Zusatzleistungen eine Besondere Lernleistung (BLL) erbringen. Beispiele dazu werden im
folgenden Beitrag vorgestellt.
Penicillium camemberti - Abhängigkeit des Wachstums Verfasser: Robert Kirchner, Stephanstr. 11, 26725 Emden, [email protected]
Der Pilz Penicillium camemberti, als einer der wenigen im Unterricht zugelassenen
Mikroorganismen [1], kommt aufgrund des fast vollständigen Fehlens von Schulversuchen
mit diesem Organismus nur relativ selten zum Einsatz, obwohl dieser Mikroorganismus
extrem leicht zu kultivieren und zu handhaben ist. Als Schimmel des Camembertkäses sollte
er jedem Schüler bekannt sein. In den Teilen 1 [2] und 2 [3] wurden bereits
Wachstumsversuche mit diesem Pilz vorgestellt. Im Folgenden sollen Versuche vorgestellt
werden, die zeigen, dass der Pilz optimal an das Leben auf Milch angepasst ist.
Vom Weißkohl zum Sauerkraut - Milchsäurebakterien Zur Diskussion gestellt
Verfasser: Dr. Hans-Peter Ziemek, Institut für Biologiedidaktik, JLU Gießen, Karl-GlöcknerStr. 21c, 35394 Gießen
Die Förderung hochleistender Schüler in den naturwissenschaftlichen Fächern ist ein Ziel
der Schülerlabore an deutschen Hochschulen. Sie erfolgt vor dem Hintergrund der
Diskussion über reformierte Lehrpläne, nationale Bildungsstandards und Kerncurricula.
Umso wichtiger ist es, Daten aus der Lernforschung zur Fundierung von
Bildungsmaßnahmen vorzulegen. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse einer
Untersuchung von hochleistenden Schülern der Sekundarstufe I im Schülerlabor Biologie
der JLU Gießen vorgestellt.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Neue Lernkultur
Verfasser: Dr. Annette Schavan, Ministerin für Kultus, Jugend und Sport des Landes BadenWürttemberg
Schulpraxis
Das schwedische Gymnasium und sein Chemieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, OttoHahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]
In Schweden hat sich das Schulwesen in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts noch
einmal grundlegend verändert. Das Ergebnis ist gar nicht so leicht zu durchschauen. Im
vorliegenden Artikel werden die treibenden Kräfte der Reform und die Besonderheiten des
Chemieunterrichts am schwedischen Gymnasium herausgearbeitet. Dazu werden zunächst
Wertvorstellungen benannt, die in der schwedischen Gesellschaft wichtig sind, und wie sich
diese im Schulwesen wiederfinden. Den Schulreformern kommt es darauf an, dass sich in
der Praxis Unterricht und Erfolgskontrollen an Zielen orientieren, die "von oben" allgemein
vorgegeben und "vor Ort" näher definiert werden. Hier sind noch Hürden zu überwinden. Der
Artikel stellt abschließend Ergebnisse von Unterrichtsbeobachtungen und
Lehrerbefragungen vor, die - obwohl nur eine Fallstudie - den Chemieunterricht in Schweden
charakterisieren könnten. Es bleibt abzuwarten, wie es mit der Schulreform in Schweden
weitergeht.
Zahlen in der Biologie
Münster, Fax: 0251-83-31330; [email protected]
Zahlenangaben in der Biologie müssen besonders gründlich im Hinblick auf den
biologischen Sachverhalt, der den Zahlen zu Grunde liegt, bewertet werden. Das biologische
Material muss im Mittelpunkt der Überlegungen stehen; erst die Güte seiner Durchdringung
verhilft dem ermittelten Datenmaterial und - in diesem Zusammenhang - den Zahlenangaben
zu ihrem Wert. Für diese Betrachtung wurden beispielhaft Daten aus den folgenden
biologischen Bereichen ausgewählt: Energie, Mikroskopie, "Lebensäußerungen", Ernährung,
Körpertemperatur.
Absolut ausgeschlossen!
Verfasser: PD Dr. rer. nat. Thomas Ackermann, [email protected],
Pädagogische Hochschule Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten
Das indirekte Beweisverfahren ist ein wichtiges mathematisches Werkzeug, welches für
Schüler und Studenten oft schwierig zu verstehen und zu beherrschen ist. Hauptsächlich
liegen die dafür verantwortlichen Ursachen in der Struktur dieser Beweistechnik selbst. Der
vorliegende Beitrag untersucht diese Ursachen und zeigt auf, dass schon früh in der
Sekundarstufe I im Rahmen, eines diskursiven Mathematikunterrichts spezielle, die
neurobiologischen Grundlagen von Lernprozessen berücksichtigende
Unmöglichkeitsbeweise als effiziente Vorbereitung der indirekten Beweismethode dienen
können.
Ein Plädoyer für rekursives Arbeiten
Häufig erschließt sich die Lösung eines auf den ersten Blick schwierigen mathematischen
Problems leichter, wenn man es, von einem einfachen Sonderfall ausgehend, schrittweise
angeht. Die aufwändigen Rechnungen, mit denen dies bisweilen verbunden ist, kann man
heute bequem einem Computer überlassen. Das Vorgehen wird am Beispiel von additiven
Zerlegungen natürlicher Zahlen gezeigt, die in geschlossener Form von Humenberger
(2003) behandelt werden.
Funktionen, Gimp und Photoshop
Beispiele für Funktionen lassen sich in der durch die Existenz von Computern erweiterten
Erfahrungswelt unserer Schüler leicht finden. Viele Schüler setzen in ihrer Freizeit
Bildbearbeitungsprogramme ein, weil das Manipulieren, Montieren und Verfremden von
Photos sehr unterhaltsam ist und dauerhafte Produkte hervorbringt. Hier liegt für den
Mathematikunterricht ein echter Schatz verborgen, zu dessen Hebung dieser Artikel anregen
will.
Alte mathematische Themen aus Sicht der Informatik
Verfasser: Prof. Dr. Martin Epkenhans, Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und
Mathematik, Universität Paderborn, 33095 Paderborn, [email protected]
An konkreten Beispielen wie der Polynomdivision, dem Begriff der Folgen und dem Prinzip
der vollständigen Induktion wird gezeigt, wie Fragestellungen der Informatik als Motivation
im Mathematikunterricht benutzt werden können und eine neue Rechtfertigung alter
mahtematischer Themen liefern.
Mikrowellenstrahlung
Verfasser: Dr. Florian Schulz, Martinstr. 35, 53909 Zülpich, [email protected]
Die Verbreitung gepulster Mikrowellensender durch Handys und Schnurlostelefone schreitet
heutzutage stark voran. Viele Menschen erleben ein starkes Unbehagen angesichts der
Wirkung dieser Technik auf das Wohlbefinden und die Gesundheit. Die gesetzlichen
Grenzwerte sind umstritten und die Belastung im Alltag kaum feststellbar. Wie sind die
Felder verteilt, wie lassen sie sich messen, und kann man sie abschirmen? Mit einem
einfach herzustellenden Detektor wird die Mikrowellenstrahlung eines Schnurlostelefons
gemessen und das Reflexionsvermögen von Holz, Lehmziegeln und einer abschirmenden
Gipsplatte (Fa. Knauf, la Vita Abschirmplatte) bestimmt.
Magnetische Dipole
Verfasser: OStR Clemens Hauser, Richardisstr. 14, 79540 Lörrach, [email protected]
An kleinen "superstarken" Magneten lassen sich die Entfernungsabhängigkeit der
magnetischen Flussdichte und das Abstandsgesetz der Kraft zwischen zwei Dipolen einfach
und präzise messen. Die mathematische Behandlung, völlig analog zur Elektrostatik, ist eine
schöne Anwendung gebrochenrationaler Funktionen.
Elektrochemie im Low-Cost-Maßstab
Verfasser: Dr. Torsten Schwan, Moorlandstr. 22 a, 49088 Osnabrück, [email protected]
Der Beitrag stellt drei einfach und günstig herzustellende Apparaturen für die Elektrochemie
vor, die es ermöglichen, Elektrolysen, Schmelzelektrolysen und galvanische Elemente als
Schülerexperimente ohne größeren apparativen Aufwand im Low Cost-Maßstab
durchzuführen. Einige mit diesen Apparaturen durchführbare Standardversuche runden ihn
ab.
Penicillium camemberti - Temperatur-Toleranz
Verfasser: Robert Kirchner, Stephanstr. 11, 26725 Emden, [email protected]
Wie in Teil 1 bereits beschrieben, finden Organismen aus dem Reich Fungi kaum Beachtung
im Biologieunterricht. Dabei eignet sich der Pilz Penicillium camemberti hervorragend für
Wachstumsversuche, da er relativ einfach zu kultivieren ist und auch unter
Schulbedingungen hervorragend wächst. Deshalb lässt sich die Temperatur-Toleranzkurve
für das Wachstum des Pilzes mit relativ geringem Aufwand erstellen.
Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Kernphysik
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Institut für
Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstr. 13, 01069 Dresden
Experimente zum Stoffgebiet Kernphysik
Vom Weißkohl zum Sauerkraut - Vergärung
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Astronomie und Raumfahrt gehören in die Schule
Ullrich Uffrecht
Schulpraxis
Experimente im Mechanikunterricht des "Lab of Tomorrow"
Verfasser:
Dr. Rüdiger Tiemann, Universität Duisburg-Essen, Forschergruppe "Naturwissenschaftlicher
Unterricht", Schützenbahn 70, 45127 Essen, [email protected];
StD Udo Wlotzka, Helene-Lange-Gymnasium Dortmund;
OStR Ulrich Möllenkamp, Helene-Lange-Gymnasium Dortmund;
Thomas Daub, Phoenix Gymnasium Dortmund;
Prof. Dr. Hans E. Fischer, Universität Duisburg-Essen
Im Projekt "Lab of Tomorrow" werden Sensoren und Apparaturen für die Durchführung von
Experimenten entwickelt, die Schülern physikalische Inhalte aus ihrer unmittelbaren
Erfahrungswelt heraus vermitteln sollen. Am Helene-Lange-Gymnasium in Dortmund,
welches zusammen mit dem benachbarten Phoenix-Gymnasium an diesem internationalen
Projekt teilnimmt, und mit Schulen aus Griechenland, Österreich und Italien wurde im Juni
und Juli 2003 eine erste Erprobungsphase mit Schülern der Jahrgangsstufe 11 von beiden
Schulen unter unterrichtlichen Bedingungen durchgeführt.
Die schwimmende Magnetnadel - Ein klassischer Demonstrationsversuch mit neuen
Medien analysiert Verfasser: Dipl.-Phys. Michael Suleder, [email protected]; Prof. Dr. Dieter Heuer
Anschrift: Universität Würzburg, Physikalisches Institut, Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Am
Hubland, 97074 Würzburg
Es wird gezeigt, wie die neuen Medien in Form von Videokamera, PC und Lernsoftware als
sinnvolle Werkzeuge im Physikunterricht oder in der Unterrichtsvorbereitung eingesetzt
werden können. Als Gegenstand dieser Untersuchung dient der bekannte
Demonstrationsversuch mit einer schwimmenden Magnetnadel im Feld eines
Stabmagneten. Die Bewegung wird analysiert und es wird die Behauptung geprüft, dass sich
die Magnetnadel entlang einer magnetischen Feldlinie bewege. Die Konsequenzen für den
Unterrichtseinsatz werden erörtert.
Die Quantenblume
Verfasser: Dr. Josef Küblbeck, Neckarstr. 12, 74379 Ingersheim, [email protected]
Um die Eigentümlichkeiten der Quantenwelt zu verdeutlichen, wollen wir hier darstellen, wie
eine Blume wachsen würde, wenn sie sich entsprechend dem Komplementaritätsprinzip der
Quantenphysik entwickelte. Wie jede Veranschaulichung hat auch diese ihre Grenzen,
dennoch kann die Analogie erstaunlich weit getrieben werden.
Geometrisches Konstruieren - Unterschiedliche Zugänge am Beispiel eines gotischen
Kirchenfensters erfahrbar machen
Verfasser: Prof. Dr. Susanne Prediger, Universität Bremen, Didaktik der Mathematik,
Postfach 330440, 28334 Bremen, [email protected]; Karen Schnoor,
Oldenburger Str. 80, 23730 Neustadt in Holstein, [email protected]
Das Zurückgreifen auf Dynamische Geometriesoftware (DGS) kann den Geometrieunterricht
spürbar verändern, das haben viele Beispiele inzwischen gezeigt. Speziell für geometrische
Konstruktionsprobleme wird mit dem neuen Werkzeug DGS zu den zwei klassischen
Zugängen (dem euklidischen Zugang des Konstruierens mit Zirkel und Lineal und dem
cartesischen Zugang einer berechnenden Geometrie) einen dritten Zugang gewonnen, der
stärker auf explorierenden dynamischen Ansätzen beruht. Ein Themenfeld, an dem sich
diese Unterschiede in einer reichhaltigen, fächerübergreifenden Umgebung bewusst machen
lassen, sind die Rekonstruktionen gotischer Kirchenfenster, für deren unterrichtliche
Behandlung es zahlreiche überzeugende Vorschläge gibt, sowohl ohne DGS als auch mit
DGS). Der Artikel beginnt mit der Vorstellung eines exemplarischen Konstruktionsproblems
mit sechs Lösungsansätzen, die im darauffolgenden Abschnitt in einer Sachanalyse
verglichen werden, so wie dies auch mit Schülern möglich wäre. Im letzten Abschnitt soll
abschließend kurz auf den Wert einer expliziten Thematisierung der unterschiedlichen
Zugänge und ihrer Vernetzungen im Unterricht eingegangen werden.
Teile und Herrsche
Verfasser: StD i. R. Dr. Friedrich Drollinger, Bierbacher Weg 39 b, 66459 Kirkel-Limbach,
[email protected]
Die Kenntnis einer geeigneten Strategie ist oft ein wesentlicher Schritt hin zur Lösung eines
Problems. Im Folgenden wird mit Hilfe der Problemlösestrategie "Teile und Herrsche" ein
Spielplan für ein Turnier mit einer beliebigen Anzahl von Mannschaften entwickelt.
Bild/Spiegelbild-Differenzierung - der Natur auf der Spur
Verfasser: Prof. Dr. Armin Mosandl, Institut f. Lebensmittelchemie, Johann Wolfgang GoetheUniversität Frankfurt, Marie-Curie-Str. 9, 60439 Frankfurt/Main, [email protected]
Chirales Erkennen ist als wichtiges Wirkprinzip der belebten Natur erkannt worden, das
offensichtlich genetisch fixiert ist und artspezifisch weitergegeben wird. Es ist daher nicht
verwunderlich, dass dieses Phänomen seit Jahren die Forschungsaktivitäten von Biologen,
Pharmakologen und Chemikern gleichermaßen beflügelt. In unserer Arbeitsgruppe ist
gezeigt worden, dass dieses Prinzip von Bild und Spiegelbild auch für Duft- und Aromastoffe
sehr wichtig ist. Chirale Aromastoffe weisen in der Regel charakteristische sensorische
Unterschiede auf und unsere Nase ist ein empfindlicher Detektor für diesen Unterschied von
Bild und Spiegelbild. Mit der Entwicklung der enantioselektiven Kapillar-Gaschromatografie
gelang der entscheidende Durchbruch, um höchst empfindliche und selektive
Mikromethoden zur Bild/Spiegelbild-Differenzierung zu etablieren. Auf dieser Basis kann
man heute zwischen natürlich gewachsenen, biotechnologisch erzeugten und so genannten
naturidentischen (d. h. nach natürlichem Vorbild synthetisierten) Aromastoffen
unterscheiden. Dies ist für die Qualitätssicherung von Lebensmitteln und für den
Verbraucherschutz gleichermaßen wichtig. Darüber hinaus werden die Verfahren bedeutsam
für die Erfassung chiraler Umweltkontaminanten, für die analytische Bewertung angeborener
Stoffwechselkrankheiten, für Metabolismus-Studien in der Arzneistoff-Forschung sowie für in
vivo-Biogenese-Studien aromaaktiver Verbindungen.
Schulpraxis
"Einmalige DNA" - Isolierung von körpereigener Erbsubstanz
Verfasser: Dr. Andreas Brink, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Lehrstuhl für
Didaktik der Chemie I, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected];
Almut Graebsch
Die DNA des eigenen Körpers als stoffliches Gebilde sehen zu können, ist weder durch
Abbildungen, Videos oder Computeranimationen zu erreichen. Die Notwendigkeit der
experimentellen Herangehensweise wird unmittelbar deutlich. Im Rahmen des Dortmunder
Schülerlabors "Freies Experimentieren" hat sich eine Gruppe von Schülerinnen und
Schülern mit der Isolierung von körpereigener DNA beschäftigt.
Penicillium camemberti - Teil 1: Experimentelle Ermittlung der pH-Toleranzkurve
Verfasser: Robert Kirchner, Hudemühler Str. 41, 28329 Bremen, [email protected]
Pilze sind in unserer Umwelt allgegenwärtige Organismen. Sie sind als Speisepilze wie
Champignons, als Hefen, als Lebensmittelverderber oder auch als Käseschimmel auf
bestimmten Käsesorten bekannt. Dafür, dass wir mit Pilzen ständig in Berührung kommen,
wird das Reich Fungi, wie kein anderes der fünf Reiche, im Biologieunterricht stark
vernachlässigt. Im Folgenden wird ein Experiment vorgestellt, in dem eine pH-Toleranzkurve
für Penicillium camemberti ermittelt wird.
Die operante Konditionierung - Ein Thema des Biologieunterrichts in der
Sekundarstufe II
Verfasser: Dr. Dr. Klaus Zittlau, Hanse-Berufskolleg des Kreises Lippe, Johannes-SchuchenStr. 7, 32657 Lemgo
Eine zentrale Forderung an den Biologieunterricht der gymnasialen Oberstufe ist die
Ausrichtung an wissenschaftspropädeutischen Zielsetzungen. Dies bedeutet, dass nicht
lediglich lexikalisches Wissen über die Inhalte vermittelt, sondern vielmehr Verfahrens- und
Erkenntnisweisen der Fachwissenschaft erarbeitet werden sollen. In diesem Beitrag werden
die Rahmenbedingungen eines experimentellen Unterrichts zum Thema operante
Konditionierung hinsichtlich des Materials, der Planung, der Durchführung und Interpretation
kritisch reflektiert und ein Vorschlag für eine konkrete Umsetzung angeboten.
Weiteres zum 133...3er Problem
Verfasser: OStD a. D. Uwe E. Fischer, Hinter der Laie 24, 57319 Bad Berleburg Aue, [email protected]
Die Verfasser bitten um weiterführende Ideen zur Untersuchung der Teilbarkeit der Zahlen
133...3. Diese Anregung wird aufgegriffen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
MNU bringt sich ein - auch 2005
Arnold a Campo
Junge Lehrer im Referendariat
Verfasser:
Prof. Dr. Gottfried Merzyn, A.-Ellissen-Weg 13, 37077 Göttingen, [email protected]
Berichtet wird über eine Befragung von Studienreferendaren in fünf Bundesländern am Ende
ihres Referendariats. Die Antworten führen zu vier Hauptkomplexen von Schwierigkeiten, die
wesentliche Elemente des viel beschworenen "Praxisschocks" bilden.
Schulpraxis
Ein Kontext für den Mathematikunterricht
Verfasser: Dr. Gilbert Greefrath, Nordhornstr. 53. 48161 Münster, [email protected]
Im folgenden Beitrag wird ein Kontext für den 12. Jahrgang vorgestellt, der die
Funktionsbestimmung in Sachzusammenhängen sowie die Integralrechnung umfasst und
unter Einsatz eines Computeralgebrasystems und eines Tabellenkalkulationsprogramms den
Zugang zur Integralrechnung erleichtert. Dabei wird das Denken in Wirkungen besonders
unterstützt.
Mini-Max-Aufgaben für beide Sekundarstufen
Verfasser: Karlheinz Vonderberg, Harnacksweg 34, 22417 Hamburg, [email protected]
Wenn die Schüler im 11. Jahrgang die ersten Kenntnisse zum Thema Funktionsdiskussion
erworben haben, fehlt es oft an interessanten Anwendungsmöglichkeiten, die ihnen zwar im
Ansatz vertraut sind, aber deutlich über das Bekannte hinausführen. Die folgenden
Überlegungen geben ausgehend von einem geometrischen Lehrsatz einen Einstieg in eine
ganze Reihe von Fragestellungen, die schließlich bei komplizierten Aufgaben der
Studienstufe enden.
Die Kuppelfläche - Das 2-dimensionale Analogon zur Kettenlinie
Verfasser: Alois Temmel, Zeppelinstraße 8, 72144 Dußlingen
Das klassische Problem der Kettenlinie wurde in den 90er Jahren des 17. Jahrhunderts
gestellt und auch gelöst. Die Verallgemeinerung auf höhere Dimensionen fand allerdings
hauptsächlich erst im 20. Jahrhundert statt. Eine Anwendung für die Dimension 2 findet sich
dabei in der Architektur. Vor allem FREI OTTO war daran interessiert, die Gestalt einer
optimalen Kuppel zu finden.
Eine interessante Kurvenschar - Eine etwas andere Kurvendiskussion
Verfasser: Dr. Anselm Lambert, [email protected]; Prof. Dr. Hans Schupp,
[email protected]; Kontaktadresse: Fakultät für Mathematik und Informatik an der
Universität des Saarlandes, Postfach 15 11 50, 66041 Saarbrücken
Die Aufgabenkultur des Mathematikunterrichts wird bereichert durch Probleme, zu deren
Lösung die Lernenden eine Entscheidung treffen müssen über geeignete mathematische
Kenntnisse sowie über hilfreiche Medien. Hierzu geben die Autoren ein Beispiel. Ausgehend
von der Beschreibung einer Strecke und ihres Thaleskreises als geometrische Ortslinien
gelangen sie durch Variation zu interessanten mathematischen Fragen, bei deren
Beantwortung unterschiedliche Werkzeuge herangezogen werden.
Regentropfen an der Fensterscheibe - Warum sind sie unten hell und oben dunkel?
Verfasser: Akad. Rat Dr. German Hacker, Physikalisches Institut, Universität ErlangenNürnberg, Abt. Didaktik der Physik, Staudtstr. 7, 91058 Erlangen,
[email protected]
Betrachtet man kurz nach einem Regenschauer eine Fensterscheibe von innen, so hat man
vielleicht schon einmal darüber gestutzt, dass viele der an der Scheibe außen hängenden
Regentropfen in ihrem unteren Bereich hell und im oberen dunkel erscheinen. Im Folgenden
soll dieses optische Phänomen erklärt und eine Einsatzmöglichkeit für den Physikunterricht
aufgezeigt werden.
Neue Messungen zur Radioaktivität im Tabakrauch
Verfasser: Dr. Matthias R. Risch, Fachhochschule Augsburg, Fachbereich
Allgemeinwissenschaften, Baumgartnerstr. 16, 86161 Augsburg, [email protected]
Der Tabak enthält mehr Radioaktivität als andere Nutzpflanzen. Der Mensch erfährt durch
diese erhöhte Tabak-Radioaktivität beträchtliche Schädigung. Das betrifft auch Nichtraucher,
da die Radioaktivität überwiegend durch den beim Glimmen zwischen den Zügen
entstehenden Seitenstromrausch verbreitet wird.
Doppelt-diffusive Konvektion
Verfasser: Prof. Dr. Mario Markus, Dr. Karsten Kötter, Kontaktadresse: Prof. Dr. Mario
Markus, Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Postfach 50 02 47, 44202
Dortmund, [email protected]
In diesem Artikel wird ein einfaches, aber elegantes Experiment zur Vorführung der doppelt
diffusiven Konvektion vorgestellt. Das Experiment fesselt das Interesse der Schüler und ist
ein perfekter Einstiegspunkt, um dieses interessante und allgegenwärtige Phänomen näher
zu untersuchen. Die Thematik kann insbesondere auch in Arbeitsgemeinschaften oder im
Rahmen von Facharbeiten bzw. besonderen Lernleistungen bearbeitet werden.
Das "chemische Gedächtnis" des Bodens - Zur didaktischen Relevanz neuer
bodenkundlicher Ergebnisse
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Lethmate, Institut für Didaktik der Geografie, Westf. WilhelmsUniversität, Robert-Koch-Str. 26, 48149 Münster, [email protected]
Neue Ergebnisse der Ökosystemforschung zur reversiblen Aufspeicherung luftbürtiger
Schadstoffe in Böden und ihrer zeitverzögerten Abgabe in den Ökosystemaustrag fördern
nicht nur das Ökosystemverständnis, sie verweisen auch auf den Strukturwandel von
Umweltproblemen und werden deshalb im Kontext einer auf Nachhaltigkeit abzielenden
Umweltbildung didaktisch bedeutsam.
"Pizza primavera, prego!" - Zoologische Systematik im Ristorante
Werkstattblatt
Produktbezogene Ökobilanzen
Verfasser: Prof. Dr. Ingo Eilks, Universität Bremen, Fachbereich Biologie/Chemie, Didaktik
der Chemie, Leobener Str. NW 2, 28334 Bremen, [email protected]
Erläuterungen zum Werkstattblatt
Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 22
Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01069 Dresden
Experimente zum Stoffgebiet Optik
Vom Irrtum in der Wissenschaft: Lehren aus der Wissenschaftsgeschichte
Verfasser: Dr. Martin Trömel, Institut für Anorganische Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60349
Frankfurt am Main, [email protected]
Naturwissenschaftliche Erkenntnis ist seit jeher mit Irrtümern verknüpft gewesen, wie
Beispiele aus verschiedenen Zeiten zeigen. Auch die heutige Kenntnis von der Natur ist
begrenzt und mit zeitbedingten Irrtümern behaftet. Ein Unterricht, der sie als Gewissheit
vermittelt, wird dem nicht gerecht. Lehrer müssen sich der Fragwürdigkeit und
Unvollkommenheit jeglichen Wissens bewusst sein. Auch sollten Schüler nicht allein danach
bewertet werden, wie sie sich Wissen aneignen. Denn nicht bloßes Wissen, sondern
Einsicht in die Zusammenhänge verhilft Schülern und Studenten zu einem besseren
Verständnis ihrer Welt.
Naturalisierungstendenzen in der Naturwissenschaftsdidaktik - Eine Kritik biologischdidaktischer Theorien der Bestreitung des freien Willens
Verfasser: Prof. Dr. Maike Looß, TU Braunschweig, Biologie und Biologiedidaktik, Institut für
Fachdidaktik der Naturwissenschaften, Pockelstr. 11, 38106 Braunschweig, [email protected]
Neurobiologie, Hirnforschung, Soziobiologie haben eine nicht zu übersehende
wissenschaftliche Popularität. Seit einiger Zeit ist auch in der Theorieentwicklung von
Pädagogik und (Fach-)Didaktik ein Trend zur Naturalisierung der Argumentationen zu
beobachten, bei dem vor allem die biologische Determination menschlicher Lern- und
Erkenntnisprozesse betont wird. Dies folgt einem Zeitgeist, dessen kritischer Analyse sich
allerdings nicht nur Biologiedidaktiker verpflichtet fühlen sollten, scheint doch die behauptete
Verbindung von Biologie und Didaktik hier geradezu fundamental: Die Biologie wird zu einer
Grundlagenwissenschaft für die Pädagogik aufgewertet. Daneben haben diese Theorien
weitreichende Konsequenzen für Menschenbild und Wissenschaftsauffassung. Im
Folgenden werden zentrale Thesen verschiedener aktueller Theorieentwürfe mit
besonderem Blick auf die Konstruktivistische und die Evolutionäre Didaktik vorgestellt sowie
Fehler, Funktion und Folgen diskutiert. Die Analyse will die Thesen einer ernsthaften Prüfung
auf Plausibilität und logische Konsistenz unterziehen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
2004 (Jahrgang 57)
Standpunkte
Bildung auf den ersten Blick?
Verfasser: Hans-Jürgen Elschenbroich
"Irgendwas mit künstlicher Befruchtung"
Verfasser: Dr. Daniel C. Dreesmann, Linda Hartwig, Die Wissensbrücke, Institut für Biologie
und ihre Didaktik, AG Prof. Dr. W. Wichard, Universität zu Köln, Gronewaldstraße 2, 50931
Köln, [email protected]
Aktuelle Fragen, die mit dem Fortschritt der Biowissenschaften einhergehen, werden
zunehmend nicht nur innerhalb von Expertengruppen, sondern auch in der Öffentlichkeit
diskutiert, wobei den Massenmedien mehr denn je eine wichtige Rolle bei der Verbreitung
von Wissen und Meinungen zukommt. Nur wer genügend Wissen hat, kann an den
Diskursen über Gentechnik, Stammzellforschung oder Präimplantationsdiagnose
partizipieren und den Argumenten von Gegnern und Befürwortern möglicher Anwendungen
beim Menschen folgen. Wir wollten deshalb wissen, ob und wie viel in der Öffentlichkeit über
diese Begriffe bekannt ist. Die Ergebnisse einer Umfrage unter mehr als 300 Studierenden
zeigen, dass Begriffe mit hoher Medienpräsenz bei mehr Befragten einen größeren
Bekanntheitsgrad hatten. Allerdings waren in vielen Fällen nur die Begriffe bekannt, ihre
Bedeutung wurde jedoch nicht immer ausreichend verstanden. Die Resultate werden in
Bezug auf die Rolle von Massenmedien bei der Vermittlung wissenschaftlichen Wissens
diskutiert.
Schulpraxis
Wie unterrichtet man Kompetenzen?
Verfasser: Dr. Christian Fahse, Richard-Sauer-Str. 7, 67434 Neustadt, [email protected]
Dieser Artikel möchte Anregungen geben, den eigenen Unterricht behutsam
weiterzuentwickeln - unabhängig davon, auf welcher Stufe der Umsetzung der Standards
man gerade steht. Statt die von der KMK geforderten Kompetenzen einzeln "abzuhandeln",
sollen im Folgenden kompetenzübergreifende Anstöße für eine Weiterentwicklung der
individuellen Unterrichtspraxis gegeben werden.
Wie viel Öl ist im Tank?
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Dobner, HTWK Leipzig, FB IMN, Postfach 301166, 04251
Leipzig, [email protected]
Wir stellen ein Problem vor, das der gleichzeitigen Forderung nach Authentizität und
Produktivität entspricht und somit einen Beitrag zum anwendungsorientierten
Mathematikunterricht leistet.
Lichtkreuze in Lichtkreisen
Verfasser: H. Joachim Schlichting, Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik,
Fenster mit Doppel- bzw. Isolierglasscheiben rufen oft ring- und kreuzförmige Reflexe auf
gegenüberliegenden Häuserwänden hervor. Dieses Phänomen wird durch Fotografien
dokumentiert und auf der Grundlage der Theorie elastisch verformter Platten anhand von
Computersimulationen physikalisch beschrieben. Anschließend werden mit Hilfe eines leicht
herzustellenden Plexiglasmodells einer Doppelglasscheibe einfache Experimente
dargestellt, dokumentiert und mit den Ergebnissen von Simulationen verglichen. Es ergibt
sich eine gute Übereinstimmung zwischen den realen und berechneten Reflexen.
Wie "eigensinnig" können Voltmeter sein?
Verfasser: PD Dr. rer. nat. Rolf Pelster, Dr. Ingo Hüttl, Institut für Physik und ihre Didaktik,
Universität zu Köln, Gronewaldstraße 2, 50931 Köln, [email protected]
Mit einigen verblüffenden Experimenten wollen wir ein sogenanntes "elektrodynamisches
Paradoxon" vorstellen und gleichzeitig eine anschauliche Deutung dazu entwickeln.
Technik im naturwissenschaftlichen Unterricht
Verfasser: Walter Wagner, Didaktik der Chemie, NW 2, Universität Bayreuth, 95440
Bayreuth, [email protected]
Die hier vorgestellte technische Unterrichtsmethode folgt der Denk- und Arbeitsweise von
Ingenieuren beim Erfinden sowie beim Lösen von fachtypischen Aufgaben. Sie ist in ihrer
Reinform als Konzeption zeitlich und inhaltlich weit reichend über mehrere
Unterrichtsstunden, in den reduzierten Varianten als Ein-Lehrziel-Methode für einzelne
Unterrichtsstunden einsetzbar. Als Einsatzort ist zunächst der naturwissenschaftliche
Unterricht mit teilweise technischer Orientierung (Fächer wie "Natur und Technik")
vorgesehen- nach entsprechender Erprobung eventuell auch der Technikunterricht selbst. Im
Folgenden wird in "Wurzeln" versucht, das Selbstverständnis des Faches Technik horizontal
in rezenter Sicht und vertikal in historischer Betrachtung sehr komprimiert darzustellen. Aus
diesem Selbstverständnis heraus werden in "Stamm" die Stufen der Methode entwickelt und
nach dem Artikulationsmodell aufgegliedert. Die "Krone" begründet die Notwendigkeit von
Methodenvarianten, die "Blüten" liefern je ein Beispiel dafür. Die "Früchte" schließlich
beschreiben erhoffte Leistungen und die zurzeit existierenden Erfahrungen.
Projekt Hochmoor
Verfasser: Astrid Wasmann-Frahm, [email protected]
Dr. Martin-Lindner-Effland, Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN),
Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Am Beispiel des Projekts Hochmoor, das innerhalb des Ökologieunterrichts in einem
Leistungskurs der Klassenstufe 12 durchgeführt wurde, werden die Möglichkeiten von
projektbezogenem und projektsteuerndem Einsatz moderner Medien aufgezeigt. Die
vielfältige Computernutzung umfasst unter anderem Dokumentation und Präsentation von
Ergebnissen, Online-Korrektur sowie die Nutzung eines virtuellen Speiches als Drehscheibe
des Unterrichts. Dieses Projekt wurde von der Universität Flensburg, Fachbereich
Multimedia, begleitet und ausführlich evaluiert. Dazu wurden die Schüler während der
Projektphase durch Videoaufzeichnungen und Fragebögen begleitet, um Arbeitsverhalten
sowie Unterrichtsverfahren mit dem Computer im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zu
evaluieren.
Geometrisches Problemlösen mit Computeralgebra-Systemen
Verfasser: StD R. Baumann, Italienischer Garten 15, 29221 Celle, [email protected]
An Beispielen aus der Analytischen Geometrie wird gezeigt, wie Schüler mit Hilfe eines
Computeralgebra-Systems geometrische Probleme lösen können. Es wird dafür plädiert, die
- oft geistvollen - klassischen geomtrischen Konstruktionen und Beweise nicht in
Vergessenheit geraten zu lassen, obwohl sie - aufgrund der "Rechenmacht" des Computers
- scheinbar entbehrlich geworden sind.
Deutsche und russische Chemie-Freeware im Internet - eine studentische Analyse und
Bewertung
Verfasser: Prof. Dr. H.-J. Becker, Institut für Didaktik der Chemie an der Universität
Paderborn, Warburger Straße 100, 33098 Paderborn, [email protected]; Tatjana
Deperschmidt, Kilianstr. 61, 33098 Paderborn
Als Freeware angebotene chemische Lernsoftware wurde im Rahmen einer
Staatsexamensarbeit verglichen und fachdidaktisch kommentiert. Nur ganz wenige
Probleme genügen - bezogen auf die erfasste Stichprobe - chemiedidaktischen Standards.
Es wird gleichzeitig gezeigt, wie hochschuldidaktischen Standards zu entsprechen ist - als
Beitrag zur Professionalisierung von Chemielehrerverhalten in der (Hochschul)Lehre für die
(Unterrichts)Lehre.
MItteilungen des Fördervereins
Besprechungen
Zu guter Letzt
95. MNU-Kongress 2004 in Halle
Verfasser: Sabine Schmalstieg
Philosophen blicken auf die Mathematik: von Platon bis Heidegger
Verfasser: Prof. Knut Radbruch, Paul-Ehrlich-Str. 14, 67663 Kaiserslautern,
[email protected]
Zwischen Mathematik und Philosophie bestehen vielfältige Bindungen und Beziehungen.
Seit PLATON stellt die Mathematik für Philosophen insofern eine Herausforderung dar, als
die spezifische Art mathematischen Wissens eine philosophische Antwort auf die
allgemeinere Frage nach menschlichem Wissen schlechthin wünschenswert erscheinen
lässt. Daraus resultiert in den meisten Fällen auch eine philosphische Ortsbestimmung der
Mathematik im Kanon der Wissenschaften. In diesem Beitrag beobachten wir acht
Philosophen bei ihrem Blick auf die Mathematik.
Der Heikendorfer Globus
Verfasser: Prof. Dr. Arnold Oberschelp, Am Reff 4, 24226 Heikendorf,
[email protected]
Ein "astronomischer Erdglobus" ist ein genaues Modell der Stellung der Erde im Weltall.
Überdies ist er durch die Art der Aufstellung auf einen bestimmten Ort der Erde bezogen. Es
wird über die Erstellung eines solchen Globus in Heikendorf berichtet.
Schneckenhäuser, Haifischzähne, Hüftgelenke und Zahnprothesen
Verfasser: Prof. Dr. Matthias Epple, Institut für Anorganische Chemie, Universität DuisburgEssen, Campus Essen, Universitätsstr. 5 - 7, 45117 Essen, [email protected]
Anorganische Mineralien kommen in der Biologie häufig vor, zum Beispiel in Schneckenund Muschelschalen, in den Skeletten von Einzellern (z. B. Kiesel- und Kalkalgen), in
Zähnen und in Knochen. Stofflich betrachtet handelt es sich um einfache chemische
Verbindungen wie Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Kieselsäure und Eisenoxide. Die
Fähigkeit der Natur zur Bildung dieser hochgradig optimierten Systeme ist bis heute
unerreicht. Neben den mittlerweile bekannten Grundlagen dieser "Biomineralisation" werden
einige Anwendungen dieser Erkenntnisse in der klinischen Medizin bei der
Implantatfertigung vorgestellt.
Schulpraxis
Das Nash-Gleichgewicht
Verfasser: PD Dr. Hans-Otto Carmesin, [email protected], Gymnasium
Athenaeum, Harsefelder Straße 40, 21680 Stade
Extremwertaufgaben im 11. Jahrgang behandeln oft eine Person, die ihren Gewinn
maximiert. Werden aber Gewinne für zwei oder mehr miteinander handelnde Parteien
gesucht, so können Schüler das Gleichgewicht entdecken, für dessen Erfindung JOHN
NASH 1994 den Nobelpreis für Ökonomie erhielt. Die Schüler praktizieren in diesem
Zusammenhang unterschiedliche mathematische Kompetenzen, entwickeln
Funktionenscharen und lernen interessante Anwendungen kennen.
Lichtgeschwindigkeit im Kontext der modellfreien Optik
Verfasser: Dr. Florian Theilmann, Zürcherstr. 4, CH-4143 Dornach,
[email protected]; Dr. Georg Maier, Quidumweg 18, CH-4143 Dornach,
[email protected]
Modellfreie Optik erklärt die optischen Erscheinungen nicht durch Konzepte, die selbst
unwahrnehmbar sind: Es wird etwa über "eigenhelle" Bilder oder die herrschenden
Sichtverhältnisse gesprochen, die sich durch eigenes Schauen feststellen lassen, nicht aber
über nur vorgestellte Konzepte wie "Lichtstrahlen" oder "Licht als ein strömendes Etwas", die
gar nicht in Erscheinung treten. Beleuchtungsverhältnisse und Abbildungsoptik, aber auch
Beugung und Polarisation lassen sich so systematisch darstellen und erschließen; dieser
Zugang war lange eine Spezialität der Waldorfpädagogik, findet aber zunehmend auch in der
"konventionellen" Didaktik Interesse. Offen war in diesem Rahmen bislang, welchen Platz
die Lichtgeschwindigkeit einnimmt - Licht möge ja gerade nicht als Transport- oder
Bewegungsvorgang verstanden werden, also was soll Wege zeigen, auf denen sich im
Kontext des modellfreien Ansatzes Antworten finden lassen. Es wird ein klassisches
Experiment zur Lichtgeschwindigkeit gründlich studiert und es zeigt sich, dass die
Vorstellung einer Bewegung des Lichtes keineswegs zwangsläufig ist. Für ein gründliches
Verständnis des Versuchs reichen Kenntnisse der phänomenologischen Optik, wie sie der
Oberstufenunterricht an Waldorfschulen vermitteln mag, aus. Die Deutung der Ergebnisse
als eine aktuelle Sichtverbindung ist im Rahmen der speziellen Relativitätstheorie nicht
komplizierter als eine kinematische Deutung mit sich bewegendem Licht. Der vorgestellte
Ansatz lässt sich dabei auf alle uns bekannten Experimente zur Lichtgeschwindigkeit
verallgemeinern. Der Beitrag versteht sich auch als Beispiel für eine "nicht-affirmative" Art,
Physik zu treiben.
Gesundheitliche Wirkung von Ballaststoffen
Verfasser: Ilona Rudat ; Dr. Angela Köhler-Krützfeldt, Burghardtstr. 2, 16540 Hohen
Neuendorf, [email protected]
Der Artikel befasst sich mit der physiologischen Wirkung von Ballaststoffen und deren
experimentelle Umsetzung für den Chemieunterricht. Neben der chemischen Struktur von
Ballaststoffen wird diskutiert, welche Art der Ernährung als "gesund" bezeichnet werden
kann und welche Rolle die Ballaststoffe beim Zusammenspiel auch mit Arzneimitteln spielen.
Zur Demonstration von Wechsel- und Nebenwirkungen werden Modellexperimente
angeboten. Neben der Betrachtung vieler Vorteile der Ballaststoffe in Nahrungsmitteln
können damit auch nachteilige Aspekte, wie z. B. ein veränderter Mineralhaushalt durch
unsachgemäßen Gebrauch von Arzneimitteln, betrachtet werden.
Demonstrations- und Funktionsmodelle zur Meiose
Verfasser: Dr. Christiane Högermann, Abendgymnasium Osnabrück, Am Kalkhügel 25,
49080 Osnabrück
Obwohl das Angebot an zwei- und dreidimensional gestalteten Schemazeichnungen zur
Mitose und Meiose sehr reichhaltig ist, stellte sich im Unterricht der Einführungsphase D am
Abendgymnasium Osnabrück keine so rechte Zufriedenheit mit diesen
Veranschaulichungsmethoden ein. Auch die Standmodelle konnten daran nicht viel ändern,
denn sie sind nur aus kurzer Entfernung wirklich gut erkennbar. Ein Hauptproblem lag darin,
die einfache mitotische Teilung in Mitose und 2. Reifeteilung der Meiose gegen die
Reduktionsteilung in der Meiose sachlich und vor allem auch fachsprachlich abzugrenzen.
Außerdem gehen, wie die Lerngruppe deutlich artikulierte, viele Darstellungen und Modelle
an den zuweilen viel geradlinigeren Denkstrukturen der Studierenden vorbei. Daraufhin kam
der Vorschlag, doch selber schüler- und altersgerechte Modelle vor dem Hintergrund des
eigenen Vorstellungsvermögens zu erstellen. Bezüglich des Materials gab es keine
Vorgaben. Jedes Modell sollte jedoch klar in der Aussage sein und konnte sich auch lediglich
auf ausgewählte Aspekte beschränken. Es musste nicht der gesamte Ablauf der Meiose
eingearbeitet sein. Eine weitere Aufgabe bestand darin, dass jede Gruppe den
Mitstudierenden die Möglichkeiten und Grenzen des Modells vorstellte und sich die
Lerngruppe sonoch einmal mit dem Unterrichtsgegenstand auseinander setzen musste.
Im Folgenden werden die Ergebnisse der Gruppenarbeit mit Angaben zu Herstellungsweise,
Einsatz- und Darstellungsmöglichkeiten beschrieben. Die Modelle selbst kann man unter
www.abendgymnasium-osnabrueck.de/html/biologie.html anschauen.
Der Schneckenbarsch Neolamprologus ocellatus
Verfasser: Dr. Hans-Peter Ziemek, Institut für Biologiedidaktik der JLU Gießen, KarlGlöckner-Str. 21c, 35394 Gießen
Für Verhaltensbeobachtungen im Biologieunterricht sind insbesondere solche Organismen
interessant, die unter schulischen Bedingungen leicht haltbar sind und jederzeit
reproduzierbare Verhaltenselemente aufweisen. Im folgenden Beitrag wird mit dem
Schneckenbarsch Neolamprologus ocellatus ein solcher Modellorganismus vorgestellt.
Bestimmung löslichen Gesamtproteins im Unterricht
Verfasser: Dr. Ulrich Gross, Hausbergstr. 25, 61231 Bad Narheim, [email protected]
Das lösliche Gesamtprotein stellt eine unentbehrliche Messgröße bei zahlreichen Analysen
dar. Die vorliegende Arbeit beschreibt eine leicht und selbst zu handhabende Methode, diese
Größe mittels einer spezifischen und abgestuften Farbreaktion photometrisch quantitativ zu
bestimmen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Editorial
Medizin und die Naturwissenschaften
Messen und Analysieren in der Sportmedizin
Verfasser: Dr. phil. Lutz Vogt, Magnus Ruhleder, Prof. Dr. med. Dr. phil. Winfried Banzer
Anschrift: Johann Wolfgang Goethe-Universität, Abteilung Sportmedizin, Ginnheimer
Landstraße 39, 60487 Frankfurt am Main, L. [email protected]
Als zentrale Komponenten der Qualitätssicherung stehen die Nachweise von Wirksamkeit
und Erfolg spezifischer Interventionsmaßnahmen zunehmend im Mittelpunkt der
Rehabilitationsforschung. Von Interesse ist dabei insbesondere die objektivitierte
Überprüfung funktionaler, alltagsrelevanter Zielbereiche unter Verwendung hinreichend
überprüfter Mess- bzw. Dokumentationsinstrumente. Insbesondere Erfassungen
kinematischer Parameter können zur frühzeitigen Erkennung von Störungen dienen, die sich
bereits bei Alltagsbewegungen manifestieren oder nach Verletzungen zu charakteristischen
Fehlermustern führen. Die beschriebenen Messverfahren erlauben Aussagen zur Topologie
von Bewegungsausführungen wie Verlauf, Umfang und Dauer. Auf der Grundlage dieser
Daten können beispielsweise Störungen eines synergistischen Zusammenspiels von
Wirbelsäule, Becken und unteren Extremitäten ermittelt werden.
Tumortherapie mit schweren Ionen am Beispiel der GSI
Verfasser: Dr. Wilma K. Weyrather, GSI, Abteilung Biophysik, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt,
[email protected]
Kohlenstoffionen bieten entscheidende Vorteile für die Strahlentherapie. Die physikalischen
Eigenschaften führen zu der bestmöglichen Dosisverteilung und machen sie besonders
effektiv für tiefsitzende Tumoren in der Nähe von strahlenempfindlichen Organen. Ihre
erhöhte biologische Wirksamkeit bietet einen zusätzlichen Vorteil für langsam wachsende,
strahlenresistente Tumoren. Die Produktion von Positronen-Ermittern durch den
Kohlenstoffstrahl gestattet es, den Strahl nicht invasiv im Patienten zu verfolgen und damit
Bestrahlungsfehler zu vermeiden. Erste Ergebnisse der Kohlenstofftherapie an der GSI
(Gesellschaft für Schwerionenforschung) in Darmstadt zeigen hervorragende Erfolge,
ebenso wie ähnliche Bestrahlungen in Chiba, Japan. Deshalb sind weitere KohlenstoffTherapie-Einheiten geplant und in Vorbereitung.
Schulpraxis
Experimentelle Computertomographie für Schüler - von XRAY bis XLAB
Verfasser: Dr. Reinhard Oldenburg, [email protected], Albrechtstr. 5, 37085 Göttingen
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie Schüler die Computertomografie (CT) experimentell
kennen lernen können und dabei erfahren, dass es ohne Mathematik keine CT gäbe.
Medizin und Physik
Verfasser: Prof. Dr. Wieland Müller, Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, FB 7,
Institut für Naturwissenschaften und Naturwissenschaftliche Bildung, Abteilung Physik, Im
Fort 7, 76829 Landau/Pfalz, [email protected]; Dr. Oliver Schwarz, [email protected]; Patrick Vogt, [email protected]
Die Behandlung des Ultraschalls und seiner Anwendungen in der Medizin ist geeignet, um
wesentliche Abschlusskompetenzen zu vertiefen, wie z. B. das Erschließen und Verarbeiten
von Informationen oder das Kommunizieren über vorher unbekannte Wissenselemente. Am
Beispiel des Ultraschalls gelingt das besonders gut, weil sowohl Schüler als auch
Schülerinnen sich für diese Thematik interessieren und bestrebt sind, selbständig Antworten
zu finden.
Retard-Arzneimittel
Verfasser: Dr. Beate Drechsler, Jens Salzner, Prof. Dr. H. J. Bader, Axel Hottinger Anschrift:
Johann Wolfgang Goethe-Universität, Fachbereich Chemische und Pharmazeutische
Wissenschaften, Institut für Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt am
Main, [email protected]
Retard-Arzneimittel werden immer häufiger in der medizinischen Therapie eingesetzt, da sie
dazu beitragen, den Erfolg von Behandlungen zu steigern. Mit Hilfe der in diesem Beitrag
vorgestellten Versuche können Schüler Einblicke in verschiedene Funktionsprinzipien dieser
besonderen Arzneiformen bekommen. Im Schulversuch kann zum einen die anhaltende,
gleichmäßige Freisetzung eines Wirkstoffs nachgewiesen werden. Außerdem wird das
interessante Prinzip der osmotischen Freisetzungskontrolle untersucht.
Labormedizin - ein interessantes Thema für den Chemieunterricht
Verfasser: Dipl. Ing. (FH) Wolfgang Proske, Bahnhofstr. 18, 06895 Zahna, Tel./Fax:
034924/20648
Alltagsbezug ist ein wichtiges Kriterium für einen interessanten, lebensbezogenen Unterricht.
In der vorliegenden Arbeit wird einleitend auf die Bedeutung der Laboruntersuchungen in der
ärztlichen Praxis eingegangen. Die Entscheidung, ob und bzw. welche Laboruntersuchungen
erforderlich sind, fällt der Arzt bzw. der Heilpraktiker nach einem Gespräch mit dem
Patienten und der anschließenden körperlichen Untersuchung. Die Inhalte des Gespräches
und das Konzept der körperlichen Untersuchung werden in ihren Grundzügen erläutert. Die
allgemeine Aussagekraft von Laborwerten wird erläutert. An ausgewählten Beispielen wird
gezeigt, dass die Interpretation von Laborwerten nur im Kontext mit allen Angaben des
Patienten erfolgen kann. Auf die Bedeutung ausgewählter Harn- und Blutparameter zur
Diagnostik wird eingegangen. Modellexperimente ohne Körperflüssigkeiten mit schulüblichen
Reagenzien zur Veranschaulichung labordiagnostischer Fragestellungen werden
beschrieben.
Nichts wirkt!? Homöopathie auf dem Prüfstand
Verfasser: Prof. Dr. Dittmar Graf, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der
Biologie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund
Im Beitrag wird die Homöopathie vorgestellt und ein kurzer Abriss ihrer historischen
Entwicklung gegeben. Anschließend wird gezeigt, dass es bis heute nicht gelungen ist, einen
Nachweis der Wirksamkeit homöopathischer Medikamente zu führen. Die Lehre wird daher
als Parawissenschaft kategorisiert. Der Beitrag schließt mit einigen Anmerkungen zur
Behandlung des Themas im Biologieunterricht. Ergänzt werden die Ausführungen durch
zwei Kästen, in denen häufig gemachte Aussagen zur Homöopathie kommentiert und
relevante Begriffe erläutert werden.
Die Lactoseintoleranz, eine weltweit verbreitete Erkrankung
Verfasser: StD Markus Müller, OStR Helga Fuggerer, Leibnizstr. 85, 70193 Stuttgart
Die Lactoseintoleranz ist eine Erkrankung unter der große Teile der Weltbevölkerung leiden.
Sie wird hervorgerufen durch einen Ausfall des Enzyms Lactase. Sie ruft bei den Betroffenen
schwere Verdauungsprobleme hervor. In einfachen Versuchen lässt sich die Wirkung der
Lactase im Reagenzglas feststellen.
Aktivitätsangabe und Strahlenwirkungen im Körper
Verfasser: Dr. Guiseppe Colicchia, Universität München, Didaktik d. Physik, Schellingstr. 4,
80799 München, [email protected]
Die interne Strahlenbelastung des Menschen hängt nicht nur von der Radioaktivität im
Körper ab, sondern auch von den spezifischen Radionukliden. Radium und Tritium, welche
ein ganz anderes Zerfallsbild besitzen und sich unterschiedlich im Körper verhalten, werden
als extremes Beispiel benutzt, um die Unzulänglichkeit der Angabe der Radioaktivität zur
Bestimmung von biologischen Wirkungen aufzuzeigen und gleichzeitig eine Übersicht über
das Strahlenrisiko zu geben.
Förderung des selbständigen Lernens im Biologieunterricht - ein Problemaufriss
Verfasser: Dr. Corinna Hößle, Institut für Didaktik der Mathematik, Naturwissenschaften,
Technik und des Sachunterrichts, Universität Hamburg, Von-Melle-Park 8, 20245 Hamburg
Selbständigkeit und personale Autonomie werden innerhalb der europäischen
Bildungstradition als das höchste Ziel und Stadium von Erziehung und Entwicklung
angesehen. Ergebnisse der Lehr- und Lernforschung machen deutlich, dass die Fähigkeit
zum selbst gesteuerten und selbst verantworteten Lernen, zur Selbstbestimmung und
selbständigem Handeln aber nur durch die Zubilligung und Zumutung von
Entscheidungsspielräumen erworben werden kann. Dazu gehört die Arbeit an selbst
gewählten, bedeutungsvollen Themen und Problemen, die eigenverantwortliche Auswahl
von Methoden zur Lösung des Problems sowie die Möglichkeit, die Ergebnisse anderen zu
präsentieren und mit diesen kritisch zu reflektieren. Ausgewählte Unterrichtsmethoden
werden vorgestellt, die geeignet erscheinen, das selbstverantwortliche Lernen im
naturwissenschaftlichen Unterricht zu fördern und Schüler in ihrer Selbständigkeit und
Autonomie zu unterstützen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Leistungsmessung im Leistungskurs
Verfasser: Dr. Gunnar Friege, Prof. Dr. Gunter Lind, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften (IPN), Abteilung Didaktik der Physik, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel
In diesem Aufsatz werden Testverfahren zur Messung verschiedener Wissensformen
vorgestellt und im Hinblick auf ihre Bedeutung zur Feststellung von Problemlösekompetenz
miteinander verglichen. Die Ergbebnisse einer empirischen Studie deuten darauf hin, dass
die unterschiedenen Wissensformen nicht aufeinander aufbauen, sondern sich parallel
entwickeln. Sie erlauben es in unterschiedlichem Maße, Problemlösekompetenz
vorherzusagen.
Schulpraxis
Interpolation mit Splines
Verfasser: StD i. R. Wolfgang Kroll, In der Lache 5, 35094 Lahntal, [email protected]; Dr. Sibylle Stachniss-Carp, Am Baumgarten 9, 35094 Lahntal,
[email protected]; StD Dr. Hubert Weller, Vogelsang 10, 35633 Lahnau,
[email protected]
Im Folgenden wird ein Unterrichtsbeispiel wiedergegeben, das im Unterricht bereits erprobt
ist. Voraussetzung für die Durchführung ist, dass die Schüler mit einem Computer-AlgebraSystem (z. B. TI 92 oder DERIVE) umgehen können.
Messen von Radwegen mit Mathematica und M@th Desktop
Verfasser: Markus Smole, Frühlingstr. 22, A-8053 Graz, [email protected]; Dr. Reinhard
Simonovits, Karl-Franzens-Universität Graz, Institut f. Theoretische Physik,
[email protected]; Prof. Dr. Bernd Thaller, Karl-Franzens-Universität Graz,
Fachbereich Mathematik, www.uni-graz.at/imawww/thaller/index.html
Im folgenden Beitrag wird gezeigt, wie Schüler eine Kurve in parametrisierter Form an
vorgegebene Daten fitten können. Als praktische Anwendung der gefitteten Kurve wird das
Bogenlängenintegral vorgestellt. Die gefittete Kurve wird verwendet, um die Länge des
Radweges entlang der Saar in Ockfen zu bestimmen.
Ein nur teilweise gelöstes Problem
Verfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließerstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram,
Die Zahlen 1 333 ... werden auf Teilbarkeit untersucht.
Zum Umfangswinkelsatz am Kreis
Verfasser: StD Dr. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden,
[email protected]
Einfache Beweisführungen zum Umfangswinkelsatz am Kreis einschließlich seiner
Sonderfälle für die Klassenstufe 7 werden mitgeteilt.
Status Quo des Quantenphysik-Unterrichts
Verfasser: Ulrike E. Burkhard, Didaktik der Physik, Universität Bremen,
[email protected]; Prof. Dr. Horst Schecker, Didaktik der Chemie, Universität
Bremen, Fachbereich Physik/Elektrotechnik, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]
Welche physikalischen Konzepte stehen im Quantenphysik-Unterricht im Vordergrund (z. B.
BOHR/SCHRÖDINGER)? Welche Einstiege werden gewählt? Gibt es unterscheidbare
Typen von Kursgestaltungen? Wie unterscheiden sich Grund- und Leistungskurse? Um
diese Fragen zu klären, haben wir 187 Lehrkräfte zum Quantenphysik-Unterricht befragt. Die
Ergebnisse sollen dazu dienen, Multimedia-Elemente für die Quantenphysik-Konzeptionen
gezielt bereit zu stellen.
Die Dicke der Aluminiumschicht von Verpackungsfolien
Verfasser: Bernd Landsgesell, Prof. Dr. H. J. Bader, Anschrift: Johann Wolfgang Goethe
Universität, Fachbereich Chemische und Pharmazeutische Wissenschaften, Institut f.
Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt am Main, [email protected]
Für unsere moderne Industriegesellschaft sind Verpackungen unverzichtbar. Die
Versendung empfindlicher Waren um den halben Erdball, langfristig gegen Verderb
geschützte industriell hergestellte Nahrungs- und Genussmittel und raumsparend in
Verkaufsregalen stapelbare Produkte sind nur durch hochentwickelte und in großen Mengen
verfügbare Verpackungsmaterialien möglich geworden. Aber auch die verkaufsfördernde
Wirkung von Kartons, Flaschen und Dosen mit geeignetem Design, bei denen die
eigentliche Funktion in den Hintergrund tritt, darf nicht vergessen werden. Im Rahmen eines
größeren Vorhabens erarbeiten und erproben wir derzeit Schulexperimente und
Unterrichtssequenzen für den Chemieunterricht zum Thema Verpackungen. Diese Thematik
ist in hohem Maße geeignet, unterschiedlichste chemische Inhalte zu erarbeiten bzw. sie zu
vertiefen und fächerübergreifende Aspekte zu integrieren. Gleichzeitig ist der Bezug zur
Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler offensichtlich und Material für vielfältige
Experimente ist im wahrsten Sinne des Wortes in Hülle und Fülle vorhanden. Im
vorliegenden Beitrag stellen wir eine etwas ausgefallene Methode vor, die Dicke einer
Aluminiumschicht von Verpackungsfolien zu bestimmen.
Lernschwierigkeiten im Genetik-Unterricht überwinden
Verfasser: Wolfgang Ruppert, Institut für Didaktik der Biologie, Sophienstr. 1-3, 60487
Frankfurt/Main, [email protected]
Genetische Themen gehören für Schülerinnen und Schüler zu den schwierigsten des
Biologieunterrichts. Die Lernschwierigkeiten äußern sich vor allem darin, dass die
Zusammenhänge zwischen verschiedenen Strukturen und Ebenen nicht oder unzureichend
hergestellt werden. Vorgestellt wird ein vom Verfasser seit einigen Jahren praktiziertes
Konzept, das zur Überwindung dieser Lernschwierigkeiten beitragen könnte. Der Unterricht
folgt nicht der wissenschaftshistorischen Entwicklung von der Ebene der formalen über die
cytogenetische zur molekularen Betragungsweise, sondern es findet ständig ein Wechsel
zwischen diesen Ebenen statt und die Zusammenhänge zwischen den Ebenen werden
transparent gemacht.
Einstellung und Verhalten von Kindern und Jugendlichen im Umweltbereich
Verfasser: Priv. Doz. Dr. Karin Stachelscheid, Universität Duisburg-Essen, Institut f.
Chemiedidaktik, Campus Essen, Schützenbahn 70, 45127 Essen, [email protected]; Annemarie Dziewas, Eckelskamp 80, 48301 Nottuln
Die Entwicklung von Umweltbewusstsein ist ein lebenslanger Prozess, der schon in der
Kindheit beginnt. Das liegt nicht zuletzt daran, dass Umweltbedrohung und -zerstörung
Themen der heutigen kindlichen Lebenswelt sind, unabhängig davon, ob sich die Schule
dieser Inhalte annimmt oder nicht. Nichtsdestotrotz hängt erfolgreiche Umwelterziehung an
den weiterführenden Schulen auch von den Vorleistungen der Grundschule ab. LOB und
GESING sehen die Umwelterziehung als ganzheitlichen und umfassenden Bildungsauftrag
für die Grundschule, identifizierten ihn jedoch noch Anfang der 90er Jahre als eher
naturkundlich geprägte Unterrichtsphase. Daher ist die Frage interessant, wie es tatsächlich
mit dem Umweltbewusstsein von Grundschulkindern aussieht. Die Antwort auf diese Frage
ist für Lehrerinnen und Lehrer der weiterführenden Schulen zur Einschätzung ihrer "neuen"
Schülerinnen und Schüler von Bedeutung. Welche Einstellungen und
Verhaltensdispositionen bringen die Kinder nach der Grundschulzeit zum Bereich Umwelt
mit?
Vom Weißkohl zum Sauerkraut
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Alles nur geklaut?
Verfasser: Dittmar Graf
Kompetenzentwicklungsmodelle: Merkmale und ihre Bedeutung
Verfasser: Dr. Marcus Hammann, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften
(IPN), Didaktik der Biologie, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Dieser Aufsatz definiert grundlegende Merkmale von Kompetenzentwicklungsmodellen und
gibt Antworten auf die Fragen, welche Bedeutung diese für die Unterrichtspraxis und die
fachdidaktische Forschung haben. Anhand der Literatur zum Experimentieren werden
Erkenntnisse über Strukturen und Entwicklungsverläufe experimenteller Kompetenzen
zusammengefasst und ein Kompetenzentwicklungsmodell zum Experimentieren für die
Sekundarstufe 1 vorgeschlagen.
Schulpraxis
Pandiagonale magische Quadrate 4. Ordnung
Verfasser: StD i. R. Alfons Graßl, J. Heiligenbrunnerstr. 2c, 93413 Cham
Die Erzeugung von magischen Quadraten gerader Ordnung ist offensichtlich weniger
geläufig als die von solchen ungerader Ordnung. Aus der Analyse von pandiagonalen
Quadraten 4. Ordnung wird ein Konstruktionsverfahren für diese Quadrate hergeleitet.
Wie viele Schnittpunkte werden von n Geraden in der Ebene erzeugt?
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Buth, Bataverweg 35, 22455 Hamburg
Das Problem, wie viele Schnittpunkte ein System von Geraden erzeugt, wird nicht allein aus
mathematischer Sicht beantwortet. Es geht vor allem darum, die Lösung des Problems mit
lerntheoretischen und mathematikdidaktischen Erkenntnissen über das Problemlösen zu
verbinden. Darüber hinaus sollen - entsprechend der dritten Komponente
mathematikdidaktischen Denkens - auch unterrichtspraktische Fragen erörtert werden.
Was hat die Kreiszahl Pi mit Primzahlen zu tun?
Splines: FAQs und NAQs
Splines sind Biegelinien, die stückweise durch Polynome maximal dritten Grades
beschrieben werden. Es ist über sie und ihren Einsatz im Mathematikunterricht schon so viel
geschrieben worden, dass eigentlich alles gesagt sein müsste. Die Realität zeigt aber zuletzt auf der MNU-Tagung in Frankfurt - dass es bei vielen Kollegen offene Fragen rund
um Splines gibt. In diesem Artikel werden auf einige dieser FAQs (Frequently Asked
Questions) Antworten gegeben. Zusätzlich werden aber auch ein paar Anmerkungen zu
Fragen gemacht, die niemand stellt, obwohl man das tun sollte: Das sind die NAQs, die
Never Asked Questions.
Der Venustransit 2004
Verfasser: Dr. Udo Backhaus, Fachbereich Physik, Universität Duisburg-Essen, 45117
Essen, [email protected]
Aus der Vermessung eines Venustransits von verschiedenen Orten der Erde aus ließ sich
lange Zeit der genaueste Wert für die Entfernung zwischen Erde und Sonne ableiten. Nach
122 Jahren wird Venus am 8. Juni wieder vor der Sonne vorbeiziehen. Was kann man selbst
tun, um aus den eigenen Beobachtungen Hinweise auf die endliche Entfernung zur Sonne
schließen zu können? Was muss man bereits alles wissen, um aus Messergebnissen die
Sonnenentfernung berechnen zu können? Ein internationales Projekt hat sich zum Ziel
gesetzt, alle in die Auswertung einfließenden Größen selbst zu messen und dadurch
astronomisches Grundwissen auf eigene Erfahrungen zu gründen und durch Ausrichtung auf
ein gemeinsames Ziel miteinander zu vernetzen.
Antrieb chemischer Reaktionen
Verfasser: Dr. Georg Job, Universität Hamburg, Institut für Physikalische Chemie, MartinLuther-King-Platz 6, 20146 Hamburg, [email protected], www.job-stiftung.de
Die Vorstellung, dass jede chemische Reaktion einen Antrieb besitzt, ist nicht
anspruchsvoller als die, dass jedes Ding ein Gewicht hat. Schwieriger ist die Frage, ob und
wie sich Reaktionsantriebe objektiv vergleichen und quantifizieren lassen. Dass die
Thermodynamik die nötigen Mittel hierfür bereitstellt, ist bekannt. Dass dies hingegen auch
ohne thermodynamisches Rüstzeug möglich ist, wird überraschen. Das hier herangezogene
Verfahren ist dasselbe, wie es bei der Metrisierung der Begriffe Länge, Dauer oder Masse in
der Physik angewandt wird, und es liefert auf eine auch in Schülerköpfen nachvollziehbare
Weise direkt dieselben Größenwerte, welche die Thermodynamik indirekt erst durch
Verrechnung einer Reihe verschiedenartiger Messwerte gewinnt. Es wird angezeigt, wie
man im normalen Chemieunterricht das Konzept an Hand von Schulversuchen entwickeln
und umgekehrt Antriebsdaten zu qualitativen und quantitativen Voraussagen nutzen kann.
Vom Weißkohl zum Sauerkraut
Zu den Zielsetzungen in der Chemiefachdidaktik
Verfasser: StD Dr. Gert Latzel, Georginenstr. 27 b, 85521 Riemerling, [email protected]
Fachdidaktische Grundlagen waren in den letzten Jahren weniger im Mittelpunkt von
Veröffentlichungen gestanden. Unter dem Eindruck von europaweiten
Schulsystemvergleichstesten wie TIMSS und PISA spielt plötzlich wieder die Frage eine
Rolle, was deutsche Lehrer, eventuell ihre Ausbilder, vielleicht auch Schüler und
Schulbehörden falsch gemacht haben. Insofern sollten offentlichtliche Fehler, wie auch
positive Entwicklungen beherzt erörtert werden. Im vorliegenden Beitrag werden einige
Anregungen gegeben. Sie sollten jenen Praktikern und Ausbildern den Rücken stärken, die
ohne Vorschriften selbst und überzeugend auf eine umfassende Ausbildung Wert gelegt und
nicht dem Minimalismus gehuldigt haben, wie er oft von Schüler- und Elternseite erwartet
wurde. Überhastete und unüberlegte Reaktionen von Schulbehörden auf das offen gelegte
Bildungsdesaster in Deutschland dürften wohl keine passende Alternative sein; vielmehr
sollte man solche Bemühungen fördern, die schon bisher ausgezeichnete
Bildungsergebnisse erzielt haben.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Fortschritt durch Bewegung
Einführung der KMK-Bildungsstandards
Verfasser: Prof. Dr. Eckhard Klieme, Dr. Brigitte Steinert, Johann Wolfgang Goethe
Universität, Erziehungswissenschaften
Im Beitrag wird die Rolle von Bildungsstandards für die zukünftige Qualitätsentwicklung von
schulischem Unterricht beschrieben. Es wird hervorgehoben, dass die Formulierung von
output-orientierten Standards nur im Zusammenhang mit der Entwicklung eines
differenzierten Kompetenzstufenmodells und der dazu gehörenden Testaufgabenbasis zu
sehen ist. Kritisch diskutiert wird der Stellenwert des gesamten Konstrukts vor dem
Hintergrund der Bewertung von Schülerleistungen und der Schulqualität.
Bildungsstandards Mathematik
Verfasser: Hans-Jürgen Elschenbroich, Medienzentrum Rheinland, Bertha-von-Sutter-Platz
3, 40227 Düsseldorf, [email protected]
Über das aktuelle Thema Bildungsstandards wird mit einem Blick zurück in die Geschichte
und einer Übersicht über die verschiedenen Entwicklungen der letzten beiden Jahre und
über ihren Zusammenhang informiert. Offene Fragen und Warnungen vor möglichen
Fehlentwicklungen werden dabei nicht ausgespart.
Bildungsstandards und Kernlehrpläne in NRW und BW
Verfasser: Bärbel Barzel, Universität Duisburg, Lotharstr. 63 - 65, 47048 Duisburg,
[email protected]; Prof. Dr. Stephan Hußmann, Pädagogische Hochschule
Karlsruhe, Bismarckstr. 10, 76133 Karlsruhe, [email protected]; Dr.
Timo Leuders, Landesinstitut für Schule Soest, Paradieser Weg 64, 59494 Soest,
[email protected]
Zwei Wege zur Umsetzung nationaler Empfehlungen.
Kerncurriculum Physik
Verfasser: Prof. Dr. Hans E. Fischer, Universität Duisburg-Essen, Standort Essen,
Fachbereich Physik, 45117 Essen, [email protected]; Prof. Dr. Horst Schecker,
Universität Bremen, Fachbereich Physik / Elektrotechnik, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]; Prof. Dr. Dr. Hartmut Wiesner, Ludwig-MaximilliansUniversität München, Fakultät für Physik, Schellingstr. 4, 80799 München,
[email protected]
Die Kultusministerkonferenz hat eine Gruppe von Physikdidaktikern mit der Erstellung von
Empfehlungen für die inhaltliche und methodische Gestaltung des Physikunterrichts in der
gymnasialen Oberstufe beauftragt. Im vorliegenden Beitrag werden Eckpunkte daraus
vorgestellt.
Einheitliche Prüfungsanforderungen Physik
Verfasser: OStD Josef Leisen, Staatliches Studienseminar für das Lehramt an Gymnasien,
Emil-Schüller-Str. 12, 56068 Koblenz, [email protected]
Im Jahre 1979 beschloss die Kultusministerkonferenz die "Vereinbarung über die
Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung", kurz EPA genannt. Die
Vereinbarungen für das Fach Physik wurden in den Jahren 1989 und 2003 überarbeitet. Die
Überarbeitung im Jahre 2003 steht im Zusammenhang mit der bundesweiten Diskussion um
Standards und Kerncurricula. Die neuen EPA präzisieren bei der Festlegung der
Prüfungsstandards ganz im Sinne der PISA-Studie deutlich das Zusammenspiel von
Kompetenzbereichen, Kompetenzstufen (Anforderungsbereiche) und Inhalten. Die EPA
geben weiterhin Richtlinien zur Anlage von Prüfungsaufgaben. Eine neu vorangestellte
Fachpräambel zeigt auf, woraus sich die Bedeutung des Unterrichtsfaches Physik erschließt.
Umfangreiche Aufgabenbeispiele zur schriftlichen und mündlichen Prüfung ergänzen die
EPA.
Kerncurriculum Chemie
Verfasser: Prof. Dr. Insa Melle, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der
Chemie II, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund; Prof. Dr. Ilka Parchmann, IPN an der CAU
Kiel, Abteilung Didaktik der Chemie, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel; Prof. Dr. Elke Sumfleth,
Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Chemie, Institut für Didaktik der Chemie,
Schützenbahn 70, 45127 Essen
Die Expertise "Kerncurriculum Chemie - Ziele, Rahmenbedingungen und Ansatzpunkte" ist
im Auftrag der Kultusministerkonferenz als Grundlage für die Entwicklung von Kerncurricula
und die zukünftige Gestaltung des Chemieunterrichts erstellt worden. Sie umfasst die
folgenden Kapitel:
- Bildungsziele des Chemieunterrichts
- Analyse der Situation des gegenwärtigen Chemieunterrichts
- Gesichtspunkte für die Auswahl von Unterrichtsinhalten
- Gesichtspunkte für die Auswahl und Gestaltung von Lehr- und Lernformen zur Umsetzung
der Ziele
- Einbettung in die Diskussion um Bildungsstandards und Kompetenzstufenmodelle
- Konsequenzen für Lehre und Forschung in der Chemiedidaktik
Im vorliegenden Beitrag werden zentrale Inhalte der ca. 60 Seiten umfassenden Expertise
vorgestellt, dabei liegt der Schwerpunkt auf den curricularen Empfehlungen.
Kerncurriculum Biologie der gymnasialen Oberstufe
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Mayer, Institut für Biologiedidaktik der Justus-Liebig-Universität
Gießen, Karl-Glöckner-Str. 21c, 35394 Gießen, [email protected];
Prof. Dr. Ute Harms, Didaktik der Biologie, LMU München, Wintererstr. 45/II, 80797
München, [email protected]; Dr. Marcus Hammann, IPN, Olshausenstr.
62, 24098 Kiel, [email protected]; Prof. Dr. Horst Bayrhuber, IPN, Olshausenstr. 62,
24098 Kiel, [email protected]; Prof. Dr. Ulrich Kattmann, Biologiedidaktik, Carl von
Die Formulierung von Kerncurricula und Standards für Schule und Unterricht sind zentrale
Elemente innerhalb der Qualitätssicherung im Bereich der Bildung. Solche Kerncurricula
beschreiben u. a. die spezifischen Konzepte und Methoden (wissenschaftliche Denk- und
Arbeitsweisen) eines Faches an Hand derer allgemeine und spezifische Kompetenzen
vermittelt und überprüft werden sollen. Im folgenden Beitrag werden Auszüge aus einem
Kerncurriculum Biologie für die gymnasiale Oberstufe vorgestellt, das die Autorengruppe im
Auftrag der Kultusministerkonferenz erarbeitet hat.
Einheitliche Prüfungsanforderungen (EPA) für das Fach Biologie
Verfasser: Dr. Peter Gilbert, Oberschulamt Karlsruhe und Kommission zur Erstellung der
EPA-Biologie, Hebelstr. 2, 76133 Karlsruhe, [email protected]; Dr. Renate
Richter, Bezirksregierung Lüneburg
Die "Einheitlichen Prüfungsanforderungen" (EPA) sollen die Vergleichbarkeit der
Anforderungen sicherstellen, die an Abiturienten im Fach Biologie in allen Bundesländern
gestellt werden. Sie sind als nationale Bildungstandards anzusehen, die auf ein mittleres
Niveau zielen und die von den Schülerinnen und Schüler erwarteten Kompetenzen sowie die
darauf aufbauenden Prüfungsanforderungen beschreiben. Ziel ist eine Vergleichbarkeit der
Schülerleistungen zu erreichen und dadurch Chancengerechtigkeit zu garantieren.
Kernelemente der EPA in allen Fächern sind daher die Festlegung der erwarteten
Kompetenzen und die Beschreibung der Anforderungen, denen die Prüfungsaufgaben
genügen müssen. Im Foglenden soll die Intention der EPA für das Fach Biologie verdeutlicht
werden. Formuliert ist die Erwartung, dass die Schülerinnen und Schüler nach Abschluss
des Gymnasiums in der Lage sein sollen, sowohl biologische Ergebnisse und Erkenntnisse
in fächerübergreifende Zusammenhänge zu stellen, als auch allgemeine Phänomene und
Sachverhalte vor einem biologischen Hintergrund analysieren und beurteilen zu können.
Durch die EPA ist zwar eine gewisse Steuerungsfunktion beabsichtigt, die definierten
Standards dürfen jedoch nicht normierend für den Unterricht wirken. Besonders im Fach
Biologie ist es wichtig, dass der Unterricht die regionalen Gegebenheiten berücksichtigt.
Unterschiedliche Proflilierungen der Schulen sollen möglich sein und gewachsene
Traditionen zum Tragen kommen können. Wichtig war es der Kommission daher, zwar einen
eindeutigen Referenzrahmen zu schaffen, aber auch ausreichend Gestaltungsspielräume für
die verschiedenen Organisationsebenen (Bundesländer, einzelnen Schulen und den
Unterricht in einem individuellen Kurs) offen zu halten.
Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss im Fach Mathematik - Chancen
und Risiken
Verfasser: StD Franz Hein, Jenaer Str. 12, 55129 Mainz, [email protected]
Nach dem wiederholt nur mittelmäßigen Abschneiden deutscher Schüler bei großen
internationalen Vergleichsuntersuchungen wie TIMSS und PISA sollen jetzt die von der KMK
in Auftrag gegebenen bundesweiten Bildungsstandards in Verbindung mit einer
regelmäßigen Überprüfung durch ein "Wissenschaftliches Institut der Länder zur
Qualitätssicherung" für eine nachhaltige Qualitätssteigerung und -sicherung sorgen. Der
nachfolgende Beitrag will konkret am Beispiel der Bildungsstandards für den Mittleren
Schulabschluss in Mathematik grundlegende Intentionen erläutern und zur Diskussion über
einen sinnvollen Umgang mit diesen Standards anregen. Dabei werden neben Chancen
auch Risiken und mögliche Fehlentwicklungen angesprochen.
Analyse der veröffentlichten Chemie-Aufgaben von PISA
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Karlstads universitet, Institutionen för kemi, SE65188 Karlstad, Schweden, [email protected] ODER Buschei 75, 44328
PISA ist die Abkürzung für Programme for International Student Assessment. Es handelt sich
um eine international durchgeführte Leistungsmessung, an der 15-jährige Schülerinnen und
Schüler aus 32 Staaten teilgenommen haben. Ziel der Untersuchung war es, die
Lesekompetenz sowie die mathematischen und naturwissenschaftlichee Grundbildung der
Probanden zu ermitteln. In der Untersuchung wurden Mehrfachwahlaufgaben und Aufgaben
mit offener Antwort verwendet. Die Aufgaben wurden in Gruppen zusammengefasst, die sich
jeweils auf eine "realitätsnahe" Situation bezog. Die erste Datenerhebung fand im Jahr 2000
statt.
Besprechungen
Zu guter Letzt
Entropie und Unordnung
Verfasser: Dr. Georg Job, Universität Hamburg, Institut für Physikalische Chemie,
Bundesstraße45, 20146 Hamburg, [email protected], www.job-stiftung.de
Die Entropie S eines Körpers als Maß für die atomare Unordnung zu deuten, ist das am
häufigsten benutzte Hilfsmittel, sich eine Vorstellung von dieser Größe zu machen. Da der
aus der Umgangssprache herangezogene Begriff Unordnung naturgemäß unscharf und
unbestimmt ist, gilt dies auch für die hierdurch erreichte Veranschaulichung der Entropie.
Ziel des Beitrages ist es, zu zeigen, dass sich der landläufige Begriff, ohne ihn allzu sehr zu
strapazieren, zu einem quantitativen Maß verschärfen lässt, so dass sich mit seiner Hilfe das
Ausmaß der Unordnung sowohl in einem Kinderzimmer als auch in einem Atomverband
ausdrücken lässt. Das Maß erweist sich bis auf einen Maßstabsfaktor als identisch mit dem
für die Entropie, wie es in der statistischen Physik verwandt wird. Das muss nicht heißen,
dass dieses Maß in allen Fällen leicht zu handhaben ist, so dass man etwa kurz vor dem
Schlafengehen noch schnell die Unordnung auf seinem Nachttisch oder morgens beim
Einpacken des Frühstücksbrots die Unordnung in seiner Aktentasche quantifizieren kann.
Dies zu ermöglichen, so schön es wäre, ist hier nicht die Absicht.
Schulpraxis
Die Möndchen des Hippokrates - nicht nur in rechtwinkligen Dreiecken
Verfasser: Dr. Hans Humenberger, [email protected]; Dr. Berthold
Schuppar, [email protected], IEEM, FB Mathematik, Universität
Dortmund, D-44221 Dortmund
In den meisten Lehrgängen zur Elementargeometrie werden im Kapitel "Lehrsatz des
Pythagoras" die Möndchen des Hippokrates erwähnt. Der folgende Aufsatz untersucht
Verallgemeinerungen der Möndchen-Figuren auf spitzwinklige Dreiecke sowie
Sehnenvierecke und leistet damit auch einen Beitrag zum Thema Variationen und
Verallgemeinerungen im Mathematikunterricht.
Lineare Unabhängigkeit als Informationsmaß
Verfasser: Prof. Dr. Wolfgang Tysiak, FH Dortmund, Postfach 105018, 44047 Dortmund,
[email protected]
Der durchaus nicht einfache Begriff der linearen Abhängigkeit bzw. linearen Unabhängigkeit
wird meist über die Darstellung eines Vektors als Pfeilklasse eingeführt. Hier soll der Begriff
nun als Maß für den Informationsgehalt von Daten eingeführt werden. Die Loslösung vom
Verständnis eines Vektors als Pfeilklasse in der Ebene oder im Raum soll dabei ganz
bewusst vollzogen werden. Bei der weiter fortschreitenden DV-Durchdringung der täglichen
Umwelt sollten Matrizen eher als Dateien und Vektoren eher als Datensätze oder als Felder
einer Datei verstanden werden.
Paradoxe Federn
Aus dem Blickwinkel des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik: Eine paradoxe Ansicht ist
nicht jedes Mal eine schiefe. (DENIS DIDEROT)
Fächerübergreifender Unterricht durch Analogien
Verfasser: Dr. rer. nat. Oliver Timmer, Alsenstr. 4, 48147 Münster, [email protected]
An einem Beispiel wird der Einsatz von Analogien zur Verdeutlichung fächerübergreifender
Gemeinsamkeiten dargestellt. Konkret werden die analogen Entsprechungen einer typisch
naturwissenschaftlichen Erkenntnisstrategie anhand der Entdeckung des Neptuns, des
Neutrinos und eines Substanzverlustes bei der Destillation herausgearbeitet. Geeignete
Arbeitstexte sowie eine kurze Beschreibung zur unterrichtlichen Umsetzung werden
präsentiert.
"Was bewegt sich hier?"
Verfasser: Dr. Annette Marohn, Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, [email protected]; Korrespondenzanschrift: Dr. Annette Marohn, Kastanienallee 37 c,
42489 Wülfrath, [email protected]
Viele Schüler ordnen die Elektrochemie den besonders schwierigen Themengebieten des
Chemieunterrichts zu. Überraschenderweise erlebt man es nicht selten, dass Schüler zwar
mit der Nernstschen Gleichung umgehen können, sich bei der Beschreibung der Vorgänge
in elektrochemischen Zellen jedoch schwer tun. Eine Studie mit ca. 16000 Schülern zeigt,
dass viele Schüler eigene Vorstellungen im Bereich der Elektrochemie entwickeln, die nicht
mit den wissenschaftlich gültigen Konzepten übereinstimmen und die im Unterricht zu
Schwierigkeiten und Missverständnissen führen können. So ist es möglich, dass Schüler und
Lehrer zwar über den gleichen Stromkreis sprechen, jedoch ganz unterschiedliche
Vorstellungen mit dem Wort "Strom" verbinden. Der Artikel beschreibt Schülervorstellungen
zum Ladungstransport in elektrochemischen Zellen, diskutiert mögliche Gründe und gibt
Anregungen, wie man diesen Vorstellungen im Unterricht begegnen kann.
Qualitätsentwicklung im Biologieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Mayer, Institut für Biologiedidaktik der Justus-Liebig-Universität
Gießen, Karl-Glöckner-Str. 21 c, 35394 Gießen, [email protected]
Die PISA-Studie hat die Qualität und Effizienz des Schulunterrichts zum öffentlichen Thema
gemacht. Eine der nachhaltigsten Konsequenzen dieser Diskussion wird ein fortlaufender
Prozess von schulinterner, nationaler und internationaler Leistungsmessung als integraler
Bestandteil einer pädagogischen Qualitätsentwicklung an Schulen sein. Im Bereich des
Fachunterrichts gilt es daher, Standards für Unterrichtsqualität zu setzen, diese weiter zu
entwickeln und durch eine authentische Leistungsmessung zu evaluieren. Zentrale Aspekte,
die eine besondere Bedeutung für den Biologieunterricht haben, sind dabei die Formulierung
von Basiskompetenzen und Kerncurricula sowie die Förderung wissenschaftlichen Arbeitens
im Unterricht.
Standortmodifikationen beim Löwenzahn
In einem früheren Beitrag wurde gezeigt, wie Untersuchungen über die Modifikation der
Blattfläche bem Löwenzahn auch im Unterricht praktisch durchgeführt werden können. Im
Kulturversuch lässt sich zeigen, dass nicht genetische Unterschiede, sondern die Wirkung
von Umweltfaktoren als Ursachen für die hohe Variabilität des Merkmals Blattfläche in Frage
kommt. Im Folgenden sollen einfache Untersuchungen vorgestellt, durch die wenig
zeitaufwändig halbquantitative Aussagen über den Wasserhaushalt in verschiedenen
Biotypen gewonnen werden können. Zusammen mit den Untersuchungen aus [1] werden
erste Informationen über die Wechselwirkung zwischen Genen und Umwelt bei der
Ausprägung von Merkmalen gesammelt.
Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13. 01069 Dresden
Die in dieser Zeitschrift erscheinende Serie von Experimentierdarstellungen mit
Kunststoffflaschen wird mit drei weiteren Folgen aus den Gebieten Optik und Kernphysik
nunmehr abgeschlossen. Die vorhergehenden Darstellungen von 107 Versuchsanordnungen
wurden 1998 in den Heften 1, 2, 3, 5, 6 und 7, 1999 in den Heften 1, 2, 4, 5, 7 und 8, 2000 in
den Heften 1 und 4, 2001 in den Heften 3, 5 und 6, 2002 in Heft 6 und 2003 in den Heften 2
und 3 veröffentlicht.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Unser Rat ist gefragt. Nutzen wir unsere Möglichkeiten!
Schulpraxis
Der Venusdurchgang am 8. Juni 2004
Verfasser: StR i. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam, [email protected]
Eine beliebte Lehrerfrage ist "Welche Himmelskörper können sich zwischen Erde und Sonne
bewegen und möglicherweise vor der Sonnenscheibe zu sehen sein?" Es sind nur der
Erdmond und die beiden inneren Planeten Merkur und Venus.
Infolge der unterschiedlichen Bahnlage zur Erdbahnebene kommt es nur in seltenen Fällen
zu einem Vorübergang vor der Sonne. Während der Neumond eine Sonnenfinsternis
verursacht, die mit einer Sternbedeckung vergleichbar ist, sind die beiden Planeten lediglich
als winzige dunkle Pünktchen vor der Sonnenscheibe zu erkennen. Dies war am 7. Mai 2003
der Fall, als es zu einem Merkurdurchgang (Transit) kam. Venusdurchgänge sind überaus
selten, so dass keiner der z. Zt. lebenden Menschen dieses Ereignis erleben konnte. Nach
122 Jahren ist es wieder einmal so weit, und der sonst hell strahlende Morgen- und
Abendstern zieht als dunkler Punkt an der Sonnenscheibe vorüber.
Dynamische Geometriesysteme im Physikunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Tomass Romanovskis, Institut f. Experimentalphysik der Universität
Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg, [email protected]; Prof. Dr. Heinz
Schumann, PH Weingarten, Mathematik und ihre Didaktik, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten,
[email protected]
Es wird am Beispiel des Cabri-Géomètre gezeigt, wie ein Dynamisches Geometriesystem
mit seinen Optionen und den Möglichkeiten der direkten Manipulation und Variation im
Physikunterricht für Modellierungen und Animationen genutzt werden kann. Dabei wird
besonders die Demonstration und das Verstehen von Invarianten betont. Am Beispiel des
dynamisch-geometrischen Modells für die Parallelschaltung von Widerständen wir die
Konstruktion einer entsprechenden Cabri-Modellierung protokolliert.
Wasserstoffperoxid aus chemischer und biologischer Sicht
Verfasser: PD Dr. Rebekka Heimann, Universität Münster, Institut für Didaktik der Chemie,
Fliednerstr. 21, 48149 Münster, [email protected]
Im Rahmen der hier beschriebenen Unterrichtseinheit werden zunächst chemische
Eigenschaften von Wasserstoffperoxid vorgestellt. Es zeigt sich, dass dieser Stoff reaktiv ist,
auf Enzyme einwirkt und wichtige Stoffwechselvorgänge verlangsamt. Organismen schützen
sich vor H2O2 mit Hilfe des Enzyms Katalase, das ubiquitär verbreitet ist. Diese
Zusammenhänge werden experimentell und problemorientiert unter Förderung der
allgemeinen naturwissenschaftlichen Denk- und Handlungskompetenz erarbeitet.
Materialstärken herkömmlicher Verbrauchsgüter
Verfasser: OStR Wolfgang Alvermann, Hans-Böckler-Allee 79a, 26759 Hinte, [email protected]
Toilettenpapier und "Küchenhelfer" wie Haushaltsrollen, Frischhaltefolie und Alufolie haben
eines gemeinsam: sie sind aufgewickelt auf Papprollen unterschiedlichen Durchmessers d1,
bestehen aus Material unterschiedlicher Länge L - z. T. mit Perforation und der Angabe der
Blattzahl m und der Blattlänge L1 - und erzeugen damit angenähert eine zylindrische Form
mit einem bestimmten Außendurchmesser d2. Aus diesen Angaben lässt sich die
Wicklungszahl n und die Materialstärke t dieser verschiedenen Verbrauchsgüter auf
verschiedene Arten durch einige Formeln bestimmen.
Mathematik und Astronomie der Griechen
Verfasser: Dr. Kurt Hawlitschek, Mendelstr. 8, 89081 Ulm/Lehr
Es ist selten, dass sich Schüler mit der Geschichte der Mathematik und Astronomie
eingehender befassen. Eine Möglichkeit, sie dazu anzuregen, bieten Briefmarken mit
mathematischen und astronomischen Motiven.
Besonderheiten bei modularen Fibonacci-Folgen
Verfasser: PD Dr. Thomas Ackermann, Kurpfalzring 59, 68723 Schwetzingen,
[email protected]
Das Umfeld der berühmten Fibonacci-Folge gibt vielerlei Anlass zu mathematischen
Entdeckungen und strukturellen Untersuchungen. An einem Beispiel aus diesem
Themenbereich wird gezeigt, wie mit elementaren mathematischen Methoden eine
fächerverbindend motivierte Fragestellung in der Sekundarstufe II problemorientiert
erarbeitet werden kann. Dabei lässt sich Mathematik "in statu nascendi" erleben - mit
offenen Fragen für den, der sich interessiert.
Das Dreipunktexperiment
Verfasser: Juniorprofessor Dr. Dirk Krüger, Institut für Biologie, Didaktik der Biologie, Freie
Universität Berlin, Schwendener Str. 1, 14195 Berlin, [email protected]
Gene markieren Bereiche, "Punkte", auf den Chromosomen. Dreipunktexperimente geben
Aufschluss über die gegenseitige Lage und die relativen Abstände dreier untersuchter Gene.
Das vorgestellte Dreipunktexperiment mit den drei Genen, w, sn und B auf dem XChromosom von Drosophila melanogaster kann im Biologieunterricht oder im Rahmen der
Facharbeit mit äußerst geringem zeitlichem Aufwand praktisch durchgeführt werden. die
verschiedenen Phänotypen der F2-Generation liefern nach fünf Wochen das sichtbare
Zeugnis für Genkopplung bzw. Crossing-over in der Meiose. Das Experiment fasziniert durch
das "Sichtbarmachen" struktureller Prozesse, die auf molekularem Niveau ablaufen und sich
von daher der unmittelbaren Beobachtung entziehen.
Fleisch als Klimaproblem
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Lethmate, Institut für Didaktik der Geografie, Westfälische
Wilhelms-Universität, Robert-Koch-Str. 26, 48149 Münster, [email protected]
Fleisch ist in unseren Mägen allgegenwärtig, aber in unseren Köpfen gibt es keine
Vorstellung davon, wie viele Ressourcen der Fleischkonsum verschlingt und welche
ökologisch-sozialen Folgen er hat. Berechnet als CO2-Äquivalente, trägt der Anteil tierisch
erzeugter Lebensmittel im Agrarsektor mit 85 % zur Klimarelevanz bei. "Fleisch als
Klimaproblem" wäre damit thematisiert, verflüchtigt sich aber in fachwissenschaftlich
kontroverse und fachdidaktisch abstrakte, kaum handlungsorientiert umzusetzende
Schlagwörter wie "Treibhauseffekt" und "Global Warming". "Fleisch als Klimaproblem" kann
aber auch über das Gülle-Äquivalent unseres Fleischkonsums didaktisch aufgeschlüsselt
werden. Sein Emissionsprodukt Ammoniak prägt das chemische Klima ganzer Regionen und
ist als ammoniumhaltiger Stickstoffregen einfach messbar. Dem Weg des Gülle-Stickstoffs
mit seinen ökosystemaren und globalen Bezügen zu folgen führt zum Fazit, dass "Fleisch als
Klimaproblem" im Anspruch von Nachhaltigkeit didaktisch Notwendiges konkretisiert.
Chemische Reaktionen und physikalische Vorgänge: mit untauglichen Schubladen
zur Nulleffizienz
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Dieter Barke, Institut für Didaktik der Chemie, Fliednerstr. 21,
48149 Münster, [email protected]; Dr. Friedrich Karl Schmidt, Saure Wiese 9, 51766
Engelskirchen, [email protected]
Zu allen Zeiten gab es und gibt es kontroverse Diskussionen zu Fragen der Abgrenzung von
chemischer Reaktion und physikalischem Vorgang. Der Aufsatz zeigt an vielen Beispielen,
wie wenig hilfreich solche Abgrenzungsversuche sowohl auf der Phänomenebene als auch
auf der Teilchenebene sind. Es wird dafür plädiert, Aggregatzustandsänderungen und
Lösungsvorgänge ebenfalls zu den chemischen Reaktionen zu zählen und mit
Umgruppierungen der Atome, Ionen oder Molekülen zu interpretieren.
Die Rolle chemiedidaktischer Forschung für die Ausbildung von Chemielehrern an
Gymnasien
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie,
Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, (Sekretariat: [email protected]
Es wird die Rolle der chemiedidaktischen Forschung für die Ausbildung von Chemielehrern
an Gymnasien diskutiert. Der Autor gibt Antworten auf die Fragen: Warum sollten ChemieLehramtsstudierende etwas über chemiedidaktische Forschung erfahren, was sollten sie
erfahren und wie könnten sie es erfahren? Die Überlegungen führen zu der Empfehlung, drei
Aktivitäten aus dem Bereich der fachdidaktischen Forschung in das Kerncurriculum der
Lehrerbildung aufzunehmen
- einige Veröffentlichungen aus der laufenden Forschung studieren,
- einen Bereich aus der fachdidaktischen Forschung kennen lernen,
- eine (wenn auch ggf. nur kleine) empirische Untersuchung durchführen.
Besprechungen
Bücher
2003 (Jahrgang 56)
Standpunkte
In die Spitze und in die Breite
Geschwindigkeit und relativistische Dynamik
Schulpraxis
Ein dynamischer Zugang zu Funktionen und Gleichungen
Verfasser: StD Hans-Jürgen Elschenbroich, Kirchstr. 26, 41352 Korschenbroich,
[email protected]
Funktionen sind ein wichtiges Themengebiet der Sekundarstufe I, die Betonung des
funktionalen Zusammenhangs ist seit den Meraner Reformvorschlägen ein Thema der
Schulmathematik. Mit dynamischer Geometrie-Software (DGS) ist jetzt ein dynamischer,
genetischer Zugang zu Funktionen und Gleichungen möglich. DGS erweist sich als ideal zur
Umsetzung der Förderung von FELIX KLEIN (1904): "Aber der Formalismus darf nicht
überwuchern; die Hauptsache ist eine klare Erfassung der Grundbegriffe und ihrer
anschauungsmäßigen Bedeutung".
Minimalabstand windschiefer Geraden - bearbeitet mit EXCEL
Verfasser: Karlheinz Vonderberg, Harnacksweg 34, 22417 Hamburg,
[email protected]
Dieses Thema führt wegen des damit verbundenen hohen Arbeitsaufwandes oft ein
Schattendasein. Dabei verbindet es sinnvoll die Lineare Algebra und Analysis. Außerdem
eröffnet die Einbettung der Lösungswege in EXCEL-Rechenblätter neue Möglichkeiten, die
zu experimentellem Unterricht in der Mathematik der Sekundarstufe II führen.
Genetisches Lernen zwischen Wunschdenken und Wirklichkeit
Verfasser: Alexander Engelbrecht, Universität Rostock, Philosophische Fakultät, Institut für
Schulpädagogik, 18051 Rostock, [email protected]
MARTIN WAGENSCHEIN wurde und wird überwiegend wohlwollend rezipiert, auch wenn es
an harter Kritik nicht fehlte. Aber weder Zustimmung noch Kritik können verdeutlichen,
warum WAGENSCHEINs Ansatz für die Unterrichtspraxis so folgenlos geblieben ist. In
diesem Beitrag wird der Versuch unternommen, die mangelnde unterrichtspraktische
Wirksamkeit des "genetischen Lernens" zu erklären. Der wichtigste Grund dürfte darin
bestehen, dass WAGENSCHEINs Vorstellung vom Lernprozess sich auf eine, zudem wenig
wahrscheinliche Variante der vielfältigen Lernwege begrenzt. Genuiner Unterricht nach
WAGENSCHEIN ist nicht möglich, weil der Unterricht sich grundsätzlich und schon gar nicht
in der von WAGENSCHEIN vorgeschlagenen Weise determinieren lässt. Das wird an einem
Unterrichtsbeispiel gezeigt.
Skalenpunkte und Skalenintervalle
Verfasser: Prof. Dr. Werner R. Theis, Marienbader Str. 12, 14199 Berlin, [email protected]
Es wird der Unterschied zwischen Skalenpunkten und Skalenintervallen in verschiedenen
Bereichen der Physik behandelt. Er ist auch für andere Fächer von Bedeutung.
Skalenpunkten kann nur dann eine physikalische Größe mit einer physikalischen Dimension
zugeordnet werden, wenn es einen allgemein akzeptierten Nullpunkt gibt. An konkreten
Beispielen wird gezeigt, wie man Schwierigkeiten und inkonsistente Aussagen, die bei
Nichtbeachtung dieser Sachlage auch in Schulbüchern auftreten, durch eine konsequente
Schreib- und Sprechweise vermeiden kann.
Ein neues Experiment zur Zellstoffgewinnung im Chemieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Simone Gerlach, Dr. Stefan Horn, Prof. Dr. Insa
Melle, Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. H. J. Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität,
Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt a. M., [email protected]
Papier für Bücher, Schreibhefte und Drucker ist ein auch für Schüler alltäglicher
Gebrauchsgegenstand. Hauptbestandteil hochwertiger Papiere ist Zellstoff, welcher auf
chemischem Weg aus Holz gewonnen wird. Die klassischen Verfahren der
Zellstoffgewinnung sind aufgrund der erforderlichen technischen Bedingungen (Dauer,
Druck) für den Chemieunterricht ungeeignet. Um dennoch dieses industriell wichtige
Verfahren für den Unterricht zu erschließen, stellen wir in diesem Artikel ein neues
alternatives Schulexperiment auf Basis von Wasserstoffperoxid und Ameisensäure vor.
Dieser schwefelsäurekatalysierte Aufschluss liefert in relativ kurzer Zeit einen weißen
Zellstoff.
Enzymkatalysiertes Verfahren zur Herstellung von Schmierstoffen aus Altfetten
Verfasser: Dr. rer. nat. Rudolf Brenneis, [email protected]; Dipl.-Ing. (FH) Burkhard
Baeck, [email protected]; Anschrift: Bundesanstalt für Materialforschung und
-prüfung (BAM), Zweiggelände Berlin-Adlershof, Richard-Willstätter-str. 11, 12489 Berlin,
Die Situation der Verwertung von Altfetten in Deutschland entspricht teilweise nicht den
Forderungen des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes. Als eine mögliche Verwertung von
Altfetten kann die Herstellung von umweltverträglichen Esteröl-Schmierstoffen angesehen
werden. In der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde ein
innovativer Lösungsansatz zur Esterölherstellung gefunden: In einem einstufigen
enzymatisch katalysierten Prozess (Alkoholyse) lassen sich mit hohen Umsatzraten aus
(Alt-)Fetten und höhermolekularen Alkoholen Esteröle herstellen. Anhand des
vorgeschlagenen Schulexperiments soll gezeigt werden, dass eine hydrolytische
Fettspaltung unter Einsatz von Enzymen bei niedrigeren Temperaturen durchführbar ist.
Die Glykolyse
Verfasser: Dr. Hans-Ulrich Meyer, Gymnasium Neue Oberschule, Beethovenstr. 57, 38106
Braunschweig, [email protected]
Es wird eine Unterrichtssequenz vorgestellt, die eine experimentelle Erarbeitung der
Glykolyse mit schulgemäßen Methoden ermöglicht. Die kritische Auseinandersetzung mit
eigenen und von der Lehrkraft zur Verfügung gestellten, ergänzenden Versuchsergebnissen,
die Planungj und Durchführung klärender weiterer Versuche, der kritische Umgang mit
Versuchsergebnissen und die Reflexion über die Vorgehensweise erfüllen die Anforderungen
an wissenschaftspropädeutisches Arbeiten.
Themenstudienarbeit im Mathematikunterricht als Vorbereitung auf die Facharbeit
Verfasser: StR Sebastian Kuntze, Waldsaumstr. 16, 81377 München,
[email protected]
Schülern begegnen bei der Erstellung einer Facharbeit ungewohnte Anforderungsprofile.
Besonders hinsichtlich des Recherchierens, der Arbeit mit Quellenmaterial und des
schriftlichen Abfassens stellt sich die Frage, wie sie im Unterricht auf die neue Situation
vorbereitet werden können. Die Themenstudienarbeit scheint für diese Aufgabe als
Unterrichtsform sehr geeignet zu sein. Ein Vergleich mit dem Unterrichtsprojekt, Beispiele für
praktische Erfahrungen und Gedanken zur Facharbeit als ausführliche Themenstudie dienen
der zusätzlichen Information über diese schülerzentrierte Arbeitsform.
Energie im biologischen Kontext (Teil 3)
Verfasser: Dr. Joachim Burger, Taigaweg 19, 33739 Bielefeld, [email protected];
Prof. Dr. Almut Gerhardt, Fakultät für Biologie, Universität Bielefeld, Postfach 100131, 33501
Bielefeld, [email protected]
In den ersten beiden Teilen dieser Veröffentlichung wurden die theoretischen und
methodischen Grundlagen der Untersuchungen, das Hauptuntersuchungsinstrument sowie
die konkret erhobenen Schülervorstellungen dargestellt. Im abschließenden dritten Teil
werden nun die Schülervorstellungen zu "Energie im biologischen Kontext" in Hinblick auf
ihre Auftrittshäufigkeit, Kontextflexibilität und die Schlüssigkeit ihrer Kombination analysiert.
Aufbauend darauf werden Leitlinien zur inhaltlichen und methodischen Gestaltung
effektiveren Biologieunterrichts abgeleitet sowie erste Praxiserfahrungen bei der
unterrichtlichen Umsetzung dieser Leitlinien auszugsweise vorgestellt.
Besprechungen
Zu guter Letzt
Aerodynamischer Auftrieb: "A theory of something"
Verfasser: StD Dr. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden,
[email protected]
Es gibt nur wenige physikalische Vorstellungen (Theorien), die in der jüngeren Zeit so viele
Paradigmenwechsel erlebt haben wie die von der Entstehung des aerodynamischen
Auftriebs. Die Beobachtung, dass Vögel fliegen, während geworfene Steine hertunterfallen,
hat den interessierten Zuschauer seit undenklichen Zeiten fasziniert. Es hat den Anschein,
als sei die Sache mit den fallenden Steinen seit NEWTON geklärt. Und es hatte bis vor
kurzer Zeit den Anschein, als sei auch die Sache mit den Vögeln geklärt - und zwar mit Hilfe
jener Physik, mit der man auch die Sache mit den Steinen verstehen kann.
Schulpraxis
Methodische Anregungen zur Behandlung der bedingten Wahrscheinlichkeit
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Buth, Bataverweg 35, 22455 Hamburg, [email protected]
Ausgehend von einer kurzen Sachanalyse und einer kognitionspsychologischen Bemerkung
zum Schwierigkeitsgrad des hypothetischen Denkens werden vier methodische Anregungen
gegeben, wie man den Begriff der bedingten Wahrscheinlichkeit im Unterricht verständlich
machen kann: Einführung anhand eines Beispiels, Zugang über Häufigkeiten, grafische
Darstellung und Förderung des Verständnisses bedingter Aussagen.
Die Kettenlinie: Zwei Herleitungsvarianten
Verfasser: Alois Temmel, Zeppelinstr. 8, 72144 Dußlingen
Das von J. BERNOULLI gestellte Problem, die Form einer zwischen zwei Punkten
aufgehängten, nur der Schwerkraft ausgesetzten, frei hängenden Kette zu bestimmen, wird
mittels Methoden aus der Differenzialgeometrie und Methoden der Variationsrechnung
gelöst. Die differenzialgeometrische Herleitung lässt sich in der Sekundarstufe II im Rahmen
einer Mathematik AG oder sogar im Unterricht behandeln.
Iterationen bei quadratischen Gleichungen
Über einen Einstieg in ein numerisches Verfahren am Beispiel der näherungsweisen Lösung
von quadratischen Gleichungen für Schüler der Klassenstufe 9 und über einige
bemerkenswerte Eigenschaften dieser Iterationen für die Behandlung in der Klassenstufe 10
bzw. der Oberstufe wird berichtet.
Polarisation von Mikrowellen
Verfasser: Björn Gemmer, An der Zahlbach 33, 35039 Marburg,
[email protected]; Viola Dengler, Unter den Eichen 23, 35041 Marburg,
[email protected]
Die Diskussionen um die Sicherheit der Mikrowellenöfen gibt Anlass, die Reflexion von
Mikrowellen genauer zu untersuchen. Zur Erklärung der Reflexion an einem Gitter, die von
aktuellen Schulbüchern meist vernachlässigt wird, können zwei Modelle herangezogen
werden.
Kavitation - Experimente zum "kalten Sieden"
Verfasser: Tönjes de Vries, Universität Oldenburg, Fachbereich Chemie, Carl-von-OssietzkyStr. 9 - 11, 26111 Oldenburg, [email protected]
Im vorliegenden Beitrag wird zunächst ein allgemeiner Überblick über das Phänomen der
Kavitation gegeben. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Druckverhältnisse in
strömenden Flüssigkeiten gelegt, da sie eine wichtige Voraussetzung für viele
Kavitationserscheinungen sind. Bekannte Alltagsphänomene können im
naturwissenschaftlichen Unterricht mit Hilfe dieser Zusammenhänge in neuem Licht
betrachtet und gedeutet werden. Es werden kostengünstige Experimente vorgestellt, mit
denen die Schüler selbst Kavitäten erzeugen, beobachten und verstehen können.
Gleichzeitig wird die Bedeutung dieses Phänomens für Wissenschaft und Technik an
ausgewählten Beispielen herausgestellt.
Die Paarbindung bei Buntbarschen
Verfasser: Dr. Hans-Peter Ziemek, Institut für Biologiedidaktik der JLU Gießen, KarlGlöckner-Str. 21c, 35394 Gießen, [email protected]ßen.de
Verhaltensbiologische Beobachtungen bieten einen geeigneten Ansatz, wissenschaftliche
Denk- und Arbeitsweisen kennenzulernen und zu erproben. Dies soll am Beispiel der
Paarbindung bei Buntbarschen dokumentiert werden. Das Projekt wurde im Schüler-Labor
des Institutes für Biologiedidaktik der Justus-Liebig-Universität Gießen entwickelt und
erprobt. Es ist ein Teil eines Forschungsvorhabens zu Arbeits- und Denkformen von
Schülern im Biologieunterricht.
Was sind funktionelle Lebensmittel?
Verfasser: Dr. Kirsten Schlüter, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an
der Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Der Begriff "funktionelle Lebensmittel" ist zwar in der Fachwissenschaft bekannt, jedoch
kaum in der Öffentlichkeit. Dieses Phänomen ist erstaunlich, wenn man bedenkt, dass
funktionelle Lebensmittel bereits seit einiger Zeit Einzug in die Verkaufsregale der
Supermärkte und damit in unseren "Essalltag" gehalten haben. Im Sinne der
Öffentlichkeitsinformation erscheint es somit angebracht, das Thema im Schulunterricht
aufzugreifen. Dabei geht es sowohl um die Sachfrage "Was sind funktionelle Lebensmittel
überhaupt?" als auch um die Bewertungsfrage "Wozu brauchen wir funktionelle
Lebensmittel?".
Energie im biologischen Kontext (Teil 2)
Verfasser: Dr. Joachim Burger, Taigaweg 19, 33739 Bielefeld, [email protected]; Prof.
em. Dr. rer. nat. Almut Gerhardt, Fakultät für Biologie, Universität Bielefeld, Postfach 100131,
33501 Bielefeld, [email protected]
Teil 1 befasste sich zunächst mit den theoretischen und methodischen Grundlagen der
Untersuchung über Schülervorstellungen zu "Energie im biologischen Kontext". In diesem
zweiten Teil der Veröffentlichung geht es nun um die wesentlichsten Aspekte der
Hauptuntersuchung: die Entwicklung des Fragebogens, das fünfschrittige
Auswertungsverfahren und die Inhalte der ermittelten Schülervorstellungen. Im
abschließenden dritten Teil werden dann die Schülervorstellungen analysiert und daraus
gefolgerte schulpraktische Konsequenzen aufgeführt.
Kriterienkatalog zur Evaluation von Multimedien
Verfasser: Stefan Altherr, Andreas Wagner, StR Dr. Bodo Eckert, Prof. Dr. Hans Jörg Jodl,
Universität Kaiserslautern, Fachbereich Physik, Erwin-Schrödinger-Straße, 67663
Kaiserslautern
Multimedien sind als Ergänzung im Unterricht nicht mehr wegzudenken. Jedoch wird die
Recherche nach angemessenem Material durch eine oftmals rein technische
Betrachtungsweise erschwert, bei der meist nur deskriptive Informationen aufgeführt
werden. Die zahlreichen bestehenden Evaluationskataloge weisen zudem eine Reihe
grundlegender Probleme auf, so dass uns die Entwicklung eines neuen Evaluationsschemas
gerechtfertigt erscheint. Dieser wurde zunächst für die Physiklehre entwickelt, ist jedoch für
alle Fächer geeignet. Dieser Kriterienkatalog soll Diskussionsbasis für die Suche nach einem
allgemeinen Standard sein.
Verschiedene Sichtweisen der kontextbezogenen Approximation von Funktionsgrafen
Verfasser: StR Dr. Andreas Pallack, (Konrad Adenauer Gymnasium, Auf dem Sändchen 24,
40764 Langenfeld), Fachbereich 6 (Mathematik/Informatik) Universität Essen,
Universitätsstraße 3, 45117 Essen, [email protected]
Im folgenden Beitrag wird die Grundidee des mathematischen Modellierens genutzt, um in
Themenbereiche der Analysis einzuführen. Anhand unterrichtserprobter Beispiele wird
gezeigt, wie durch die Betonung des Approximationsgedanken ein weicher Übergang von
der Differential- zur Integralrechnung initiiert werden kann. Im Gegensatz zu üblichen
Lehrgängen bietet sich bei diesem Vorgehen die Thematisierung des Regelintegrals an.
Coxetergruppen - ein Beispiel
Verfasser: Erich W. Ellers, Department of Mathematics, University of Toronto, 100 St.
George Street, Toronto, Ontario, Canada M5S 3G3, [email protected]
Coxetergruppen treten heute in vielen Untersuchungen in der abstrakten Mathematik auf.
Man könnte meinen, sie wären schwierig zu beschreiben. Ziel dieses Beitrages ist es, diese
Bedenken zu zerstreuen und aufzuzeigen, dass es sich hier um ganz natürliche und zum Teil
wohlbekannte Objekte handelt, die den Mathematiklehrern und vielleicht auch den Schülern
der höheren Klassen zugänglich sind.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Interesse wecken - Begabungen fördern!
Energie im biologischen Kontext
Verfasser: Dr. Joachim Burger, Taigaweg 19, 33739 Bielefeld, [email protected]; Prof.
em. Dr. rer. nat. Almut Gerhardt, Fakultät für Biologie, Universität Bielefeld, Postfach 100131,
33501 Bielefeld, [email protected]
Das weit verbreitete Auftreten von Lernschwierigkeiten bei der Vermittlung
naturwissenschaftlicher Inhalte ist durch zahlreiche Studien belegt. Eine
Lösungsmöglichkeit, um derartige Lernprobleme zu vermindern, basiert auf der
konstruktivistischen Grundauffassung von Lernen. Kurz zusammengefasst lautet die daraus
resultierende Lehrstrategie: "Naturwissenschaftlicher Unterricht ist effektiver, wenn er auf der
Grundlage von Schülervorstellungen konzipiert wird." Für das aktuelle, fachübergreifende
und in seiner Komplexität schwer verständlich zu machende Leitthema "Energie" wird diese
Lehrstrategie am Beispiel einer umfassenden Untersuchung im Biologieunterricht der
Sekundarstufen I und II in drei Beiträgen dokumentiert (Teil 1: Theoretische und
methodische Grundlagen; Teil 2: Der Fragebogen als Instrument der Hauptuntersuchung;
Teil 3: Ergebnisse und schulpraktische Konsequenzen).
Schulpraxis
Züchtung mit Spielkarten
Mit der hier vorgestellten Aktivität sollen sich die Schülerinnen und Schüler auf spielerische
Weise mit dem Züchtungsbegriff auseinandersetzen. Abschnitt 1 beschreibt die zu
entfaltenden Aktivitäten der Schüler/innen, wobei diese direkt angesprochen werden.
Abschnitt 2 beinhaltet Begleitinformationen. Die Aufgabe kann sowohl gegen Ende der
Sekundarstufe I als auch in der Sekundarstufe II eingesetzt werden.
Additive Zahlzerlegungen und Lotto
Verfasser: Dr. Hans Humenberger, IEEM, FB Mathematik, Universität Dortmund, 44221
Ausgehend von einer elementaren kombinatorischen Fragestellung soll ein relativ einfaches
und ein relativ schwieriges Lotto-Problem untersucht werden: Verteilung und Erwartungswert
der Länge des kleinsten bzw. größten "spacing" bei einer Lottoziehung. "spacings" sind die
zwischen zwei benachtbarten Lotto-Gewinnzahlen liegenden "unbenutzten Zahlenblöcke"
bzw. "Löcher". Bei beiden Aufgaben wird ein Computer-Algebra-System eingesetzt.
Ein Beweis des Sinus-Subtraktionstheorems über Scherungen
Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Wildener Str. 36, 57290 Neunkirchen
Durch eine Folge von Scherungen wird bewiesen, dass sin(α - β) = sinα cosβ - sinβ cosα ist.
Vom neubabylonischen Wurzelziehen
Bovenden,
[email protected]
Das so genannte babylonische Wurzelziehen, später als Heron-Verfahren bezeichnet, ist ein
bekanntes schnell konvergierendes Iterationsverfahren zur Ermittlung von
Näherungslösungen für Quadratwurzeln. Es wird über ein alternatives ähnliches Verfahren
berichtet, das unter Umständen noch schneller konvergiert und das zwanglos auf beliebige
höhere Wurzeln anwendbar ist.
Werkstattblatt
Die Mathematik zur Zeit von Al-Kwarizmi-Aufgaben
Verfasser: Hermann Hammer, Staatl. Seminar für Schulpädagogik (Gymnasien),
Bismarckstr. 10, 76133 Karlsruhe, [email protected]
Jeder Schüler weiß, dass die Geometrie von den "alten Griechen" abstammt. Weniger
bekannt ist die Tatsache, dass die orientalische Kultur die Mathematik über viele
Jahrhunderte des Mittelalters in die Neuzeit gerettet hat. Dem sollte das vorliegende
Übungsblatt ein kleines bisschen gerecht werden. Die Ähnlichkeit der geometrischen
Vorgehensweise zu den vor allem in amerikanischen Schulbüchern zu findenden
Flächenbildern (Tiles) zur Beschreibung und Veranschaulichung von Produkten von
Summen ist deutlich erkennbar.
Schulpraxis
FRAVIS Ein Brettspiel für die Bruchrechnung
Verfasser: StR Dr. Andreas Pallack, Konrad-Adenauer-Gymnasium, Auf dem Sändchen 24,
40764 Langenfeld, [email protected]
In diesem Beitrag wird ein Brettspiel vorgestellt, das sich im Rahmen des
Bruchrechenunterrichts verwenden lässt, um den Bruchbegriff möglichst nachhaltig
anschaulich zu verankern. Es wurde recht früh in den Unterricht integriert und zog sich wie
ein roter Faden durch die gesamte Bruchrechnung.
Lichtkegel und Schattenhyperbeln
Wird das Licht von Kerzen und Lampen teilweise abgeschirmt, so entstehen charakterische
und oft formschöne Licht- und Schattenfiguren an der Wand. Zum einen soll auf dieses
optische Alltagsphänomen aufmerksam gemacht werden. Zum anderen wird eine einfache
physikalische Beschreibung und Auswertung skizziert.
Bratschlauch statt Cleanbench
Verfasser: Prof. Dr. Dittmar Graf (MNU-Fachschriftleiter Biologie), Universität Dortmund, FB
Chemie, Didaktik der Biologie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund; Dr. Ulricht Groß, Klinik für
Neurochirurgie der Johann Wolfgang Goethe Universität, Schleusenweg 2 - 16, 60528
Frankfurt am Main, [email protected]
Von BECK wird ein einfaches Verfahren beschrieben, wie man unter schulischen
Bedingungen pflanzliche Zellkulturen auf recht unkomplizierte Weise überimpfen kann. Er
verwendet dazu einen Bratbeutel ("turkey size"). Die hier vorgestellte Methode lehnt sich an
das Verfahren von BECK an. Bratbeutel bzw. -schläuche sind aus PET, bis 200°C
hitzebeständig und weitgehend reißfest. Das Verfahren wird in Form einer Bildfolge
beschrieben (Abb. 1 - 9). Zur Beschaffung des Impfguts.
Silber und Gold in CD-R-Rohlingen
Verfasser: Prof. Dr. Roland A. Fischer, Lehrstuhl für Anorganische Chemie II, RuhrUniversität Bochum, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum, [email protected]; Anna Gutberlet, [email protected]; Daniel Käfer,
[email protected]; Dr. Matthias Ruttert, St.-Antonius-Gymnasium,
Klosterstraße 22, 59348 Lüdinghausen, [email protected]
Die Erfahrung der letzten Jahre zeigt, dass allein die Bereitstellung bloßen Wissens in
Vorlesung und Praktika offensichtlich nicht ausreicht, damit Studierende dieses Wissen in
authentischen Problemstellungen auch tatsächlich anwenden können. Aus diesem Grund
wurde für das Grundstudium Chemie an der Ruhr-Universität Bochum eine neue
Lehrveranstaltung konzipiert, in der die Lernenden erlerntes Wissen zur Lösung komplexer
Problemstellungen anwenden müssen und dabei neues Wissen und Fähigkeiten erwerben.
Das hier beschriebene Projekt zweier Studenten ist ein Beispiel für problemorientiertes
Lernen an der Hochschule. Es eignet sich aufgrund seiner einfachen Durchführbarkeit mit
schulischen Geräten udn seiner Schönheit auch für die Schule, um bei den Schülerinnen
und Schülern die Faszination an der Chemie zu wecken.
Computerunterstützte Lernkontrollen in der Chemie
Verfasser: Dr. Verena Pietzner, TU Braunschweig, FB 9, Abteilung Chemie und
Chemiedidaktik, Pockelstr. 11, 38106 Braunschweig, [email protected]; Prof. Dr. Rainer
Herges, CAU Kiel, Institut für Organische Chemie, Otto-Hahn-Platz 4, 24098 Kiel,
[email protected]
Der Computer als Lernmedium bietet völlig neue Möglichkeiten der Wissensvermittlung.
Dabei kommt der Lernkontrolle eine wichtige Funktion zu, denn ohne ein erstes Üben des
neu Gelernten kann kein dauerhaftes Behalten stattfinden. Deshalb wurde im Rahmen
dieser Arbeit für das Projekt "Vernetztes Studium - Chemie" ein Lernkontrollkonzept
entwickelt, das sinnvolles und selbstständiges Lernen unterstützen soll. Kernpunkte des
vorgestellten Konzeptes sind die Korrekturfunktion, Hilfestellungen und Rückmeldungen
sowie die jederzeit mögliche Lösungsanzeige. Die Korrekturfunktion ermöglicht es den
Lernenden die Aufgabe auch nach dem ersten Auswerten weiter zu bearbeiten, was vor
allem bei teilweise richtigen Antworten erforderlich ist. Eine sinnvolle Lernkontrolle erfordert
jedoch nicht nur die Auswertung der Aufgaben, sondern es sind Hilfestellungen notwendig,
um bei Problemen trotzdem in die Lage versetzt zu werden die Aufgabe zu lösen. Die
Rückmeldung ist die wichtigste Komponente, da sie den Lernprozess steuern und somit
verhindern kann, dass die neuen Inhalte falsch behalten werden. Die Evaluation des
Konzepts mit Studierenden des organischen Grundpraktikums ergab eine positive
Beurteilung. Die verschiedenen Aufgabentypen weruden ebenso begrüßt wie die
Korrekturfunktion und die Gestaltung der Rückmeldungen und Hilfen.
Der Stoffbegriff (Teil 2)
Verfasser: Gabriele Leerhoff, Realschule Bookholzberg, Stedinger Str. 5, 27777
Ganderkesee; Dr. Stephan Kienast, Ursulinengymnasium, Schloßstr. 5, 59447 Werl; Jens
Möllering, Ratsgymnasium, Büschingstr. 37, 31655 Stadthagen; Dr. Ingo Eilks, Universität
Dortmund, Fachbereich Chemie DC I, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected] (Korrespondenzadresse)
(Fortsetzung aus MNU 56, Heft 5)
Experimentieren zwischen Entertainment und affirmativer Praxis
Verfasser: Dr. Florian Theilmann, Zürcherstr. 4, CH-4143 Dornach,
[email protected]
Es ist keine Neuigkeit: Physik ist bei den Schülern nicht nur ein ausgesprochen unbeliebtes
Fach, der Unterricht ist auch bedenklich erfolglos. Andererseits gelten die Lerninhalte der
Physik als biografisch und auch gesellschaftlich relevant, sogar bei den Schülern, die das
Fach selbst nicht schätzen. Müssen wir mit diesem Kummer, diesem Zwiespalt leben oder
gibt es Abhilfe, liegt das Heil vielleicht in einem grundsätzlich anderem didaktischen Griff,
etwa nach WAGENSCHEIN, oder darin, dass man versucht, das Curriculum begrifflich zu
entschlacken? Anhand von Thesen soll hier eine recht persönliche Analyse des Problems
versucht werden. Doch das eigentliche Anliegen sind Gesichtspunkte dazu, auf eigenen
Wegen nach Lösungen zu suchen - bei uns selbst.
Ein Leitziel-Katalog zur formalen Bildung im Biologieunterricht
Verfasser: Prof. em. Dr. Eberhard G. Schmidt, Biologie und ihre Didaktik, FB 9/S05,
Universität Essen, 45117 Essen; privat: Coesfelder Str. 230, 48249 Dülmen/Westfalen
Die didaktische Rekonstruktion nach dem Prinzip des Exemplarischen und des
Arbeitsunterrichtes.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Eine Gesellschaft für Fachdidaktik - brauchen wir die?
94. MNU-Kongress 2003 in Frankfurt a. M.
Verfasser: Arnold a Campo, Kammanstr. 13, 58097 Hagen, [email protected]
Ansprache des Ersten Vorsitzenden bei der feierlichen Eröffnung am 14. April 2003.
Schulpraxis
Über die Symmetrieachsen der Pythagoras-Quadrate
Verfasser: OStR Dr. Hans-G. Schönwald, Wildener Str. 36, 57290 NeunkirchenVerfasser:
Prof. Dr. Wolfgang Tysiak, Gartenstraße 119, 42107 Wuppertal, [email protected]
Gerade in der Mathematik neigen Schüler dazu, die einzelnen behandelten Themen völlig
losgelöst voneinander zu sehen. Ein Ziel des Mathematikunterrichtes sollte es daher auch
sein, den Schülern aufzuzeigen, wie eng verwoben doch die verschiedenen mathematischen
Teilgebiete in Wirklichkeit sind. So gelingt es mit Hilfe von Übergangsmatrizen recht
anschaulich von der Linearen Algebra in das Gebiet der stochastischen Prozesse
einzuführen. Wenn dies zudem anhand von anwendungsbezogenen Fragestellungen
gelingt, kann dem Schüler hier auch noch einmal die praktische Relevanz der Mathematik
deutlich werden.
Theorie und Praxis bei Verzweigungen
Verfasser: Herbert Zeitler
Es werden zwei Fragen beantwortet, die bei verschiedenen Vorträgen zur Lehrerfortbildung
über fraktale Geometrie gestellt wurden: Erste Frage (zur Theorie): Wie steht es mit der
Dimension der Menge aller Äste, des Geästs von so genannten Strichbäumen? Zweite
Fragen (zur Praxis): Wie bestimmen Anatomen und Pathologen fraktale Dimensionen
speziell bei Verzweigungsbäumen? Lässt sich das an einem Beispiel erläutern?
Das Grafiktablett
Verfasser: OStR Gert Braune, Humboldt-Schule, Knooper Weg 63 - 71, 24116 Kiel,
[email protected]; Prof. Dr. Manfred Euler, Leibniz-Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften an der Universität Kiel (IPN), Olshausenstr. 62, 24098 Kiel,
[email protected]
Mithilfe eines handelsüblichen Grafiktabletts und eines Computers kann man ohne großen
Aufwand mechanische Bewegungen wie z. B. Pendelschwingungen aufzeichnen. Der Artikel
demonstriert die Messmethode und stellt einige erprobte Experimente vor. Außerdem wird
über ein Unterrichtsprojekt für eine 11. Klasse berichtet, in dem das neue Verfahren
Anwendung fand.
Das Schwerependel als empfindlicher Kraftmesser
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Weltner, Universität Frankfurt, Gräfstr. 39, 60486 Frankfurt,
[email protected]; Paulo Miranda, Sergio A. Espiridiao, Jose Fernando Rocha,
Universidade Federal da Bahia, BR 40210-340 Salvador Bahia, Brasilien.
Die Rückstellkraft eines Schwerependels kann benutzt werden, um horizontale Kräfte zu
massen. Das ist besonders hilfreich, wenn die Kräfte zu klein sind, um mit handelsüblichen
Kraftmessern bestimmt zu werden. Ein instruktives Beispiel dafür ist die Messung der Kräfte
zwischen parallelen stromdurchflossenen Leitern. Die zu messenden Kräfte werden dabei
durch die Rückstellkraft eines ausgelenkten Pendels kompensiert. Aus der dazu
notwendigen Auslenkung wird die Kraft bestimmt. Weil die Pendelmasse in einem großen
Bereich variiert werden kann, sind die Messbereiche je nach Einsatzbereich frei wählbar.
Ein Mund voll Chemie
Verfasser: Hendrik Vennemann, Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg, Didaktik der
Chemie, Postfach 2503, 26111 Oldenburg, [email protected]; Prof. Dr. Ilka
Parchmann, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) Kiel,
Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Der Beitrag "Ein Mund voll Chemie" greift ein Thema auf, das vielfältige Möglichkeiten zur
Erabeitung oder Anwendung fachspezifischer und fachübergreifender Fragestellungen und
Inhalte bietet. Ausgehend von der Entstehung von Karies werden Schutzmechanismen
sowie die Diskussion um verschiedene Zahnfüllungen erläutert und experimentell
veranschaulicht. Möglichkeiten zur unterrichtlichen Aufarbeitung werden ebenfalls
vorgestellt. Abschließend erfolgt eine Einordnung in die Konzeption Chemie im Kontext.
Aufbau und Struktur von Proteinen und Nukleinsäuren
Verfasser: Dr. Jutta Lumer, Friederike Picard, Institut für Didaktik der Biologie, Westfälische
Wilhelms-Universität Münster, Fliednerstr. 21, 48149 Münster
Vorgestellt wird eine praxiserprobte Concept-Mapping-Aufgabe, die hilft, das Basiswissen zu
Aufbau und Struktur von Proteinen und Nukleinsäuren sowohl zu (re)aktivieren und zu
festigen als auch Fehlvorstellungen zu korrigieren.
Sequenzen mit Büroklammern
Es wird eine spielerische Aktivität vorgestellt, durch die Schülerinnen und Schüler das
Prinzip des Sequenzierens kennen lernen können. Die Schüleranweisungen sind so
formuliert, dass sie direkt im Unterricht verwendet werden können. Die Aufgabe ist für die
Sekundarstufe II gedacht.
Die Materialzerstörung durch Mikroben
Verfasser: StD Markus Müller, Leibnizstr. 85, 70193 Stuttgart
Mikroben sind überall beteiligt, wenn Materialzerstörungen stattfinden. Nicht nur organisches
Material, sondern auch anorganische Substanzen werden von ihnen angegriffen und
abgebaut. Mit Hilfe von einfachen Versuchen kann diese Materialzerstörung in der
Petrischale im Schulunterricht gezeigt werden.
Aufgaben für Mittelstufenzirkel
Eine alte Filmrolle
Verfasser: Dr. Christian Rühenbeck, Postfach 1128, 37116 Bovenden,
[email protected]
Verfasser: OStR i. R. Dieter Linz, Hochfeldstr. 20, 67067 Ludwigshaven,
[email protected]
Ändert sich für die Schiffsbesatzungen der Abstand zweier Raumschiffe, die mit gleicher
Geschwindigkeit hintereinander her fliegen, wenn die Piloten die beiden Schiffe gleichzeitig
beschleunigen? Die Frage wird mit Hilfe der Speziellen Relativitätstheorie gelöst. Es wird
allerdings darauf hingewiesen, dass der Beitrag keine Einführung in die Spezielle
Relativitätstheorie darstellt.
Beschleunigte Bewegung auf einem Förderband
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Prof. Dr. Grübler gGmbH, Seidenstraße 12 - 35, 88316
Isny im Allgäu, [email protected]
Um einen Körper (Masse m) mit einem Förderband (Laufgeschwindigkeit v) aus der Ruhe
auf die Geschwindigkeit v zu beschleunigen, msus insgesamt die Arbeit mv2 verrichtet
werden. Nur 50 % der verrichteten Arbeit findet sich in der kinetischen Energie 1/2 mv2 des
Körpers wieder. Der Rest geht thermisch verloren.
Der Stoffbegriff (Teil 1)
Verfasser: Gabriele Leerhoff, Realschule Bookholzberg, Stedinger Str. 5, 27777
Ganderkesee; Dr. Stephan Kienast, Ursulinengymnasium, Schloßstr. 5, 59447 Werl; Jens
Möllering, Ratsgymnasium, Büschingstr. 37, 31655 Stadthagen; Dr. Ingo Eilks, Universität
Dortmund, Fachbereich Chemie DC I, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected] (Korrespondenzadresse)
In den letzten 25 Jahren sind durch die empirische Unterrichtsforschung vielfältige
Schwierigkeiten beschrieben worden, die Schülerinnen und Schüler im Umgang mit dem
Stoffbegriff und den Stoffeigenschaften haben. Diese Ergebnisse werden zusammenfassend
vorgestellt und insbesondere mit Blick auf die Vermittlung eines ersten Konzepts der
chemischen Reaktion diskutiert. Ausgehend hiervon werden Ansatzpunkte für Ergänzungen
im frühen Chemieunterricht zur Diskussion gestellt.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Aufgepasst: Bildungsstandards
Gezeiten im Schulunterricht
Schulpraxis
Risikomanagement und Vektorrechnung
Verfasser: Prof. Dr. Hermann Schulte-Mattler, Emil-Figge-Straße 44, 44047 Dortmund,
[email protected]; Prof. Dr. Wolfgang Tysiak, Gartenstraße 119,
42107 Wuppertal, [email protected]
Ein Ziel des Mathematikunterrichtes sollte es sein, aktuelle praktische Anwendungen der
behandelten mathematischen Thematik aufzuzeigen. Wenn es dann zusätzlich gelingt, auch
interessante Querverbindungen zwischen vermeintlich recht unterschiedlichen
mathematischen Teildisziplinen aufzuzeigen, so wird die Verwobenheit des mathematischen
Gesamtbildes deutlich. Am Beispiel des Risikomanagements kann die Vektorrechnung als
eindrucksvolle Veranschaulichung herangezogen werden. Hier ergibt sich eine
Querverbindung zwischen der Linearen Algebra und der Stochastik, die auf den ersten Blick
nicht erwartet wird.
Pi, e und Kettenwurzeln
Nicht jede erlaubte Umformung ist zielführend
Die diophantischen Gleichungen x3 ± x2 = y2 sowie eine Verallgemeinerung werden durch
eine geeignete Umformung unmittelbar und vollständig gelöst.
Ein Drei-Türme-Spiel
Verfasser: StD i. R. Paul Weisenhorn, Im Grasgarten 3, 77855 Fautenbach
Es wird eine Variante des bekannten Drei-Türme-Spiels vorgestellt und dessen
Erwartungswert bestimmt.
Das grafische Foucault-Pendel
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Euler, Leibniz-Institut für Pädagogik der Naturwissenschaften an
der Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]; OStR Gert Braune,
Humboldt-Schule, Knooper Weg 63 - 71, 24116 Kiel, [email protected]
Zum Nachweis der Erdrotation wird der Bau eines sphärischen Pendels beschrieben. Kern
des Experiments ist ein berührungsfrei arbeitendes Grafiktablett als low-cost
Computerinterface, das die Position des Pendelkörpers in Zeitintervallen von 20 ms misst.
Obwohl dieser Sensor nur mit einer relativ groben mechanischen Auflösung arbeitet, erlaubt
die statistische Analyse der Messdaten einen erstaunlich präzisen Nachweis der Erdrotation
bei einer Messzeit von nur wenigen Minuten. Der Versuch ist nicht nur wegen seines
einfachen Aufbaus sehr gut für Schülerprojekte geeignet: Er verknüpft darüber hinaus ein
interessantes, grundlegendes und kulturgeschichtlich bedeutsames Experiment mit
modernen Methoden der Sensorik und nutzt Standard-Softwarewerkzeuge zur
Datenanalyse.
Die Bewegung bei konstanter Beschleunigungsleistung
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, NTA Prof. Dr. Grübler gGmbH, Seidenstraße 12 - 35,
88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Für die nicht gleichförmig beschleunigte Bewegung bei konstanter Leistung werden die
Bewegungsgleichungen hergeleitet. Die maximale Beschleunigung von Kraftfahrzeugen
kann näherungsweise bei nicht zu hohen Geschwindigkeiten mit diesen Gleichungen
beschrieben werden.
Von "erwünschten Verbrennungen und unerwünschten Folgen"
Verfasser: Silvia Schmidt, [email protected]; Prof. Dr. Ilka Parchmann,
[email protected]; IPN Kiel, Abt. Didaktik der Chemie, Olshausenstraße 62, 24098
Kiel
Die Konzeption Chemie im Kontext verfolgt das Ziel, chemische Basiskonzepte in
schülerrelevanten, sinnstiftenden Bedeutungszusammenhängen zu vermitteln. Ein
wesentliches Element dabei ist das Aufgreifen von Schülervorstellungen und die
Verknüpfung von Alltagsvorstellungen und Assoziationen der Schülerinnen und Schüler zu
einem gesellschaftlich relevanten Themengebiet mit der Entwicklung grundlegender
fachlicher Konzepte. Im Artikel soll diese Herangehensweise anhand einer konkreten
Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe I dargelegt werden. Über die Einführung der
chemischen Reaktion am Beispiel der Verbrennungen werden die Produkte von
erwünschten Verbrennungen in das Zentrum gerückt; der Mediendiskussion um
Umweltprobleme (Kohlenstoffdioxid und Treibhauseffekt) wird die gesellschaftliche
Bedeutung der Ursachen z. B. der Nutzen von Verbrennungen zur Mobilität,
gegenübergestellt. Die Beantwortung von Fragen nach Zusammenhängen und möglichen
Alternativen gelingt dabei nur auf der Basis eines grundlegenden Chemieverständnisses.
Folglich werden in der Einheit ausgehend von kontextrelevanten Problemstellungen (Bsp:
"Welche Stoffe verbrennen zu CO2? Gibt es eine CO2-freie Mobilität? Wie können
alternative Treibstoffe beurteilt werden?") zentrale Fachinhalte der Chemie erarbeitet
(Atomkonzept, Erhaltungsprinzip, Kreisläufe) und zu einem konsistenten, anschlussfähigen
Wissen - den sog. Basiskonzepten - abstrahiert. Die Einheit bietet darüber hinaus die
Möglichkeit, energetische Betrachtungen anzustellen und Vorkenntnisse und Vorstellungen
der Schülerinnen und Schüler zu diesem Themengebiet mit fachlichen Konzepten zu
vernetzen. Bei Erprobungen des Konzeptes "Erwünschte Verbrennungen - unerwünschte
Folgen" wurde das Untersuchungsinstrument Lernbegleitbogen eingesetzt. Über seinen
Einsatz und über erste Ergebnisse wird abschließend berichtet.
Eine neue Variante der Dreipunkteanalyse bei Drosophila melanogaster
Verfasser: Frank Schmidt, Bismarckstr. 36, 56068 Koblenz, [email protected]
Die Kartierung der Gene bei Drosophila melanogaster mit Hilfe der Dreipunktanalyse greift
viele Teilbereiche der Klassischen Genetik und Cytogenetik auf. Die in zahlreichen Schulund Lehrbüchern vorzufindenden Versuchsvorschriften beinhalten hinsichtlich der
schulpraktischen Durchführung einige Probleme. Insbesondere lässt sich die herkömmliche
Methode zur Gewinnung jungfräulicher Weibchen ("Jungfrauen sammeln") nur schwer mit
den zeitlichen Rahmenbedingungen des Unterrichts vereinbaren. Die Verwendung eines
temperatursensitiven Drosophila-Stammes vereinfacht diesen Arbeitsschritt und erleichtert
die schulische Durchführung der Dreipunktanalyse.
Ist Wasser ein Nährstoff?
Verfasser: Prof. Dr. Roland Hedewig, Am Krümmershof 91, 34132 Kassel, [email protected]
Die Begriffsbildung und die konsequente Verwendung eindeutig definierter Termini sind
wesentliche Aufgaben des naturwissenschaftlichen Unterrichts. In der Fachliteratur werden
bestimmte biologische Termini z. T. unterschiedlich definiert und verwendet. Ein Beispiel ist
der Terminus "Nährstoffe". Im Unterricht kommt es darauf an, diesen Terminus so zu
definieren, dass er für heterotrophe und für autotrophe Organismen verwendet werden kann.
Werkstattblatt
Im Doppelspaltexperiment steckt die ganze Palette der Interpretationen
[email protected]
Diskussionsforen im Netz
Verfasser: Thorsten Jürgensen, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln
Ein Praxisbericht über die Einführung eines Hausaufgabenforums als unterrichtbegleitendes
Modul - Diskussionsbeitrag zu möglichen Einsatzfeldern der Neuen Medien in der Schule.
Der Lorentz-Raum und die spezielle Relativitätstheorie
Verfasser: MinRat Dieter Götzl, Hochsteiger Weg 6, 82205 Gilching, [email protected]
Es wird gezeigt, dass zwei Bezugssysteme, die den Voraussetzungen der speziellen
Relativitätstheorie genügen, durch eine Drehung des Lorentz-Raums ineinander übergeführt
werden können und dass sich bei dieser Interpretation auf einfache Weise die wichtigsten
Ergebnisse der speziellen Relativitätstheorie ergeben.
Besprechungen
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Zu guter Letzt
Standpunkte
Computer ins Klassenzimmer
Vergleich zweier Aufgabentypen bei der Diagnose von Verstehensprozessen im
Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Annegret Uihlein, Theo-Koch-Schule Grünberg, Struppiusstr. 8 - 10, 35305
Grünberg/Hessen, [email protected]; Prof. Dr. Dittmar Graf, Fachschriftleiter für
Biologie (siehe Impressum); Prof. Dr. Rainer Klee, Institut für Biologiedidaktik der JLU
Gießen, Karl-Glöckner-Str. 21c, 35394 Gießen, [email protected]
Die beiden Aufgabentypen "Begriffsnetze" und "Formulierung korrekter Aussagen/Sätze"
werden im Hinblick auf ihre Eignung als Diagnoseinstrument von Verstehensprozessen im
Biologieunterricht geprüft. Es zeigt sich, dass der erstgenannte Aufgabentyp sich nach einer
kurzen Trainingsphase insbesondere durch schnelle Durchführung und Auswertung
auszeichnet.
Schulpraxis
Sonnenuhren mit Polstab als Schattenwerfer
Verfasser: StD i. R. Alfons Graßl, J. Heilingbrunnerstr. 2c, 93413 Cham; Dr. med. Christa
Höring, Mittagsteinstr. 15, 93444 Kötzting
Es soll ein einheitliches Verfahren zur Berechnung von verschiedenen Zifferblättern für
Sonnenuhren ohne Verwendung sphärischer Trigonometrie hergeleitet werden. Der
Schattenwerfer sei ein zum Himmelspol ausgerichteter Stab. Dieser Stab liegt auf der
Trägergeraden eines Ebenenbüschels, das den Kern der Berechnungen bildet.
Über Platonische Körper, deren Eckpunkte nur rationale Koordinaten haben
Verfasser: StD Dr. Klaus Ulshöfer, Renninger Str. 16, 71063 Sindelfingen
Bekanntlich gibt es im ebenen kartesischen Koordinatensystem kein gleichseitiges Dreieck,
dessen Eckpunkte nur rationale Koordinaten haben. Im räumlichen kartesischen
Koordinatensystem gibt es Tetraeder und damit auch gleichseitige Dreiecke, deren
Eckpunkte nur rationale Koordinaten haben. Allerdings gibt es weder solche Dodekaeder
noch solche Ikosaeder.
Ein einfaches mathematisches Modell für die Epidemie-Dynamik bei BSE
Verfasser: Prof. Dr. Werner Georg Nowak, [email protected]; Prof. Dr. Manfred
Kühlleitner, [email protected], Universität für Bodenkultur, Institut für Mathematik
und Angewandte Statistik, Peter Jordan-Str. 82, A-1190 Wien
Ziel ist es zu zeigen, dass die Dynamik des epidemischen Verlaufs bei BSE (Bovine
sponigforme Encephalopathie) einfachen mathematischen Gesetzmäßigkeiten unterliegt ähnlich anderen infektiösen Tiererkrankungen, aber in entscheidenden Punkten doch
unterschiedlich. Ausgehend von einfachen Annahmen kann sie durch explizite Funktionen
modelliert werden, die mit den real vorliegenden Daten (aus Großbritannien) befriedigend
übereinstimmen.
Physik des Sensors eines Antiblockiersystems
Verfasser: StR Dr. Roland Berger, FB 18 / Physikdidaktik, Universität Kassel, Heinrich-PlettStraße 40, 34132 Kassel, [email protected]; Dipl.-Ing. Burkhard Nitz,
[email protected]
Eine von Lehrkräften häufig gehörte Klage der Schüler ist der mangelnde lebensweltliche
Bezug des Physikunterrichts. Bei genauerem Hinsehen zeigt sich, dass diesem Problem
nicht so leicht begegnet werden kann, wie es zunächst scheint. Viele technische Geräte des
Alltags basieren zwar auf einfachen physikalischen Prinzipien. Um diese aufzudecken,
müssen aber häufig eine Reihe technischer Aspekte, die für sich gesehen wenig für den
Physikunterricht "hergeben", geklärt werden. Ein schönes Beispiel für einen unmittelbaren
Zugang zum physikalischen Prinzip ist der Sensor des Antiblockiersystems (ABS). Aufgrund
seiner einfachen Bauweise lässt sich seine Funktionsweise mit grundlegenden Kenntnissen
der elektromagnetischen Induktion verstehen und bildet somit eine interessante Anwendung
eines wichtigen physikalischen Inhalts der gymnasialen Oberstufe.
Energieerhaltung - mit einem Schlag
Verfasser: Dr. Rainer Pippig, Birkenweg 1, 82061 Neuried, [email protected]
Es wird ein Selbstbau-Experiment zum senkrechten Wurf nach oben vorgestellt, mit dem
man leicht die Umwandlung von kinetischer in potentielle Energie vorführen kann.
Insbesondere wird dabei der nichtlineare Zusammenhang zwischen Wurfhöhe und
Abwurfgeschwindigkeit deutlich visualisiert.
Bäume aus Metall - Fraktale im Chemieunterricht
Verfasser: Dirk Höltkemeier, Holger Kunz, Martin Mechelhoff, Marco Oetken, Universität
Oldenburg, Fachbereich Chemie, Postfach 2503, 26111 Oldenburg,
[email protected]
Im Rahmen dieser Arbeit werden einfache und ressourcenschonende Versuche vorgestellt,
mit denen die Fällungsreihe der Metalle aus fundamentales Thema des Chemieunterrichts
erarbeitet werden kann. Die Beobachtung der entstehenden Metallbäume unter dem
Lichtmikroskop bietet einen faszinierenden und motivierenden Einblick in den Mikrokosmos
der elektrochemischen Metallabscheidung. Im Sinne eines fachübergreifenden und
fächerverbindenden Unterrichts mit der Mathematik und Physik können durch die Versuche
Bezüge zur fraktalen Geometrie hergestellt werden. Grundlegende Aspekte der fraktalen
Geometrie wie die Selbstähnlichkeit werden anhand der fraktalen Metallbäume demonstriert.
Der Mechanismus dieser natürlichen Fraktalbildung wird mit Hilfe einfacher
Computersimulationen - basierend auf dem Modell des diffusionslimitierten Wachstums
(DLA-Modell) - verständlich gemacht. Daran anknüpfend wird ein Brettspiel vorgestellt, mit
dem die grundlegenden Prinzipien des Modells handlungsorientiert nachvollzogen werden
können.
Die Eurasische Zwergmaus
Verfasser: Matthias Wilde, Eva Bilik, Reinhard Tutschek, Lehrstuhl Didaktik der Biologie der
Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, 95440 Bayreuth, [email protected]
Die Eurasische Zwergmaus (Micromys minutus) besitzt Körper- und Verhaltensmerkmale,
die das Tier optimal an seinen natürlichen Lebensraum anpassen. Die Tatsache, dass das
reichhaltige Verhaltensrepertoire der Zwergmaus auch unter schulischen
Haltungsbedingungen beobachtet werden kann, legitimiert ihren Einsatz im
verhaltensbiologischen Unterricht mit dem Ziel, Schüler der gymnasialen Oberstufe von der
Beobachtung zur Erklärung von Wildtierverhalten zu führen. Im Mittelpunkt der vorliegenden
Arbeit steht ein Unterrichtskonzept, durch das Schüler die beiden in der Forschung zentralen
Erklärungsansätze für tierliches Verhalten zu unterscheiden lernen: die proximate Erklärung,
die Aussagen zu den das Verhalten auslösenden und steuernden Mechanismen macht, und
die ultimative Erklärung, die auf seinen Anpassungswert, speziell sienen reproduktiven
Nutzen, abzielt. Durch gezielte Eingriffe in die Umwelt der Zwergmaus werden die Schüler
veranlasst, Hypothesen zur Erklärung ausgewählter nichtsozialer Verhaltensweisen zu
formulieren. Auf der Grundlage verständnisfördernder Textarbeit werden die Erklärungen
bewertet und der proximaten bzw. ultimaten Erklärungsebene begründet zugeordnet. Durch
den wechselseitigen Bezug von Empirie und Theoriearbeit ist das unterrlichtliche Vorgehen
wissenschaftspropädeutisch ausgerichtet, gleichzeitig greift es Forderungen der
konstruktivistischen Lerntheorie auf.
Experimente zum Stoffgebiet Elektrodynamik
Über den Beruf des Gymnasiallehrers und über die Ansprüche an die
Universitätsausbildung im Fach Mathematik aus der Sicht der Schule
Verfasser: Arnold a Campo, Kammanstr. 13, 58097 Hagen, [email protected]
Vom waagrechten Wurf zur Geschwindigkeit eines erdnahen Satelliten
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, NTA Prof. Dr. Grübler gGmbH, Seidenstraße 12 - 35,
88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Ausgehend vom waagrechten Wurf wird die Bahngeschwindigkeit eines ernahen Satelliten
bestimmt.
Schulversuch "Naturwissenschaft und Technik" in Baden-Württemberg
Verfasser: Sabine Schatte, Karlsruhe; Horst Scheu, Konstanz
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Kerncurriculum Fachdidaktik?
Verfasser: Gottfried Merzyn
Zur Rolle der Fachdidaktik in der universitären Gymnasiallehrerausbildung
Verfasser: Prof. Dr. Werner Blum, Universität Gesamthochschule Kassel, Fachbereich 17,
Mathematik und Informatik, Heinrich-Plett-Straße 40, 34132 Kassel, [email protected]; Prof. Dr. Hans-Wolfgang Henn, Universität Dortmund, Fachbereich Mathematik,
Institut für Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts, Vogelpothsweg 87,
Der Aufsatz gibt Antworten auf die Frage, welche Aufgaben die Fachdidaktik im universitären
Gymnasiallehrerstudium hat. Anhand von drei Beispielen aus dem Fach Mathematik
erläutern die Autoren die fachbezogene Umsetzung dieser vier Aufgaben. Damit geben sie
auch konkrete Anregungen, auf welche Weise sich die von ihnen formulierten Aufgaben der
Fachdidaktik im Lehrerstudium verankern lassen.
Schulpraxis
Zur Verteilung der minimalen Differenzen der Gewinnzahlen bei Lottoziehungen
Verfasser: Ao. Univ.-Prof. Dr. Stefan Götz, Institut für Mathematik, Universität Wien,
Strudlhofgasse 4, A-1090 Wien und Akademisches Gymnasium Wien I, Beethovenplatz 1, A1010 Wien, [email protected]
Für die Berechnung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von sogenannten "Zwillingen"
(benachbarte Zahlen) beim Zahlenlotto kann eine bijektive Transformation von der Menge
der möglichen Ziehungsergebnisse in eine ebenfalls aus n-Tupeln bestehende Menge
herangezogen werden. Eine dieses Problem einschließende aber umfassendere
Fragestellung führt zu einer Verallgemeinerung dieser Transformationsidee, die dann auch
einen Lösungsansatz liefert.
Mathematik und Wirklichkeit
Verfasser: Armin Barth, Ettenhauserstr. 37, CH-8620 Wetzikon, [email protected];
Oliver Eglin, Jonas Ferrari, Florian Müller, Manuela Tschabold
Es scheint, dass es mindestens drei verschiedene Gründe gibt, weshalb man Mathematik
treiben kann: Man kann das Ziel verfolgen, Ausschnitte der Welt zu erklären, oder das Ziel,
Ausschnitte der Welt zu beschreiben. Und schließlich kann man die Mathematik auch um
ihrer selbst Willen lieben. Was wir hier vorstellen, ist ein kleiner Beitrag zum zweiten Aspekt.
Wir zeigen den Einsatz gymnasialer Mathematik bei der Beschreibung von zwei
Weltausschnitten, nämlich den Einsatz von Spline-Funktionen bei der Modellierung einer
Auto-Karosserie und den Einsatz von Vektorgeometrie bei der Prognose eines
Raketenfluges.
Anmerkung zum Laserstrahlenschutz von Klasse-2-Lasern
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Fachhochschule und Berufskollegs NTA Prof. Dr. Grübler
gGmbH, Seidenstraße 12 - 35, D-88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Der Lidschlussreflex stellt keinen sicheren Schutz vor Laserstrahlung der Klasse 2 und 3A
dar. Es ist daher zu erwarten, dass die bestehenden Laserschutzvorschriften modifiziert
werden.
Optische Gitter
Verfasser: OStD a. D. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Straße 4, 21614 Buxtehude,
[email protected]
- ein Klassensatz für wenig Geld Erweiterungen für das CBL2-Messinterface von Texas-Instruments
Verfasser: StD i. K. Dr. Guido Bragard, Hofenburger Str. 36, 52080 Aachen, [email protected]; Michael Bragard
Das von Texas-Instruments (TI) vertriebene Interface CBL2 wird über einige TI-GrafikRechner (TI-92, TI-89 usw.) angesteuert. Wegen seiner Handlichkeit wird dieses System
beim Unterricht in wechselnden Räumen "großen" Messwerterfassungssystemen oft
vorgezogen. Das CBL2 bietet drei analoge Eingänge, die immerhin mit 10 Bit Auflösung und
bis zu einer Frequenz von 50 kHz arbeiten. Weiterhin besitzt das CBL2 eine Buchse für
angeblich nur einen digitalen Ein- bzw. Ausgang. An diesem Eingang wird standardmäßig
hauptsächlich der Bewegungssensor CBR betrieben. In diesem Beitrag werden
Erweiterungsmöglichkeiten dieses Anschlusses beschrieben.
Ein einfaches Bestrahlungsstärkemessgerät für den Physikunterricht
Verfasser: Akad. Rat Dr. German Hacker, Staudtstraße 7, 91058 Erlangen,
[email protected]
Es wird ein Messgerät vorgestellt, mit dem die Bestrahlungsstärke der Sonne oder einer
künstlichen Lichtquelle auf einfache Weise experimentell bestimmt werden kann. Das
preiswerte Gerät eignet sich sowohl zum Selbstbau durch Schüler als auch für
Schülerexperimente. Es wurde u. a. im Rahmen einer Staatsexamensarbeit entwickelt und
soll hier im Anschluss an einen MNU-Artikel zur Wärmestrahlung vorgestellt werden.
Gelatine und Pektin - zwei Stoffe, eine Funktion
Verfasser: Dr. Katrin Sommer, EWF der Universität Erlangen-Nürnberg, Didaktik der Chemie,
Regensburger Str. 160, 90478 Nürnberg, [email protected]
Gelatine ist im Zeitalter von BSE ein viel diskutierter Lebensmittelbestandteil, der vor allem
als Geliermittel verwendet wird. Als eine Alternative zu Gelatine kommt der
Pflanzeninhaltsstoff Pektin in Frage. In diesem Beitrag soll aus fachdidaktischer Sicht die
Frage beantwortet werden, ob Gelatine und Pektin einfach "noch zwei neue Stoffe" für den
Chemieunterricht darstellen oder ob sie das Potential besitzen, eine Verknüpfung mit
chemischen Grundkenntnissen und Fähigkeiten - im Sinne von Transfermöglichkeiten und
der Schulung von Methodenkompetenz - zu leisten?
Die Zwergmaus
Verfasser: Dr. Matthias Wilde, Eva Bilik, Dr. Reinhard Tutschek, Lehrstuhl Didaktik der
Biologie der Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, 95440 Bayreuth, [email protected]
Schulische Verhaltensbiologie war in der Vergangenheit von Theoriekonzepten,
insbesondere der klassischen Ethologie, geprägt. Die vorliegende Arbeit ist als Beitrag zu
verstehen, didaktische Konzepte zum verhaltensbiologischen Unterricht wieder auf
empirische Grundlagen zu stellen. Sie setzt die von einer Arbeitsgruppe der Ethologischen
Gesellschaft e. V. erhobene Forderung um, bei der Behandlung des tierlichen Verhaltens in
der Schule von der Verhaltensbeobachtung am lebenden Tier auszugehen. Als didaktisch
und methodisch geeignete Art wird dafür die Euroasische Zwergmaus (Micromys minutus
Pallas 1778) vorgeschlagen. Das wissenschaftliche Ethogramm dieser Tierart wird
beschrieben. Nachfolgend wird dargelegt, wie Schüler das wissenschaftliche Vorgehen des
Beobachtens und nichtinterpretierenden Beschreibens tierlicher Verhaltensweisen
exemplarisch einüben können. Dabei wird zwischen nichtsozialem und sozialem Verhalten
der Zwergmaus unterschieden. In der Erstellung eines Ethogramms unter schulischen
Bedingungen wie die Voraussetzung gesehen, das Verhalten nach Funktionskreisen zu
kategorisieren und weitere forschungsrelevante Fragen zu stellen. Den Schülern kann dabei
bewusst werden, an welche Bedingungen Erkenntnisgewinn in der Verhaltensbiologie
geknüpft ist.
Biologisch abbaubare Kunststoffe
Verfasser: StD Markus Müller, Leibnizstraße 85, 70193 Stuttgart
Kunststoffe sind nahezu "Alleskönner", nur lassen sie sich nicht kompostieren. Eine neue
Generation biologischer Kunststoffe ist dagegen kompostierbar und wird auch relativ schnell
abgebaut, ohne dass giftige Substanzen entstehen. Mit einfachen Versuchen kann in der
Schule die Problematik des biologischen Abbaus gezeigt werden.
Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstr. 13. 01069 Dresden
Kooperatives Lernen im Chemieunterricht - Teil 2
Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Straße 6,
Variationen zu einem Millionenthema - eine Ergänzung zu der Anregung von F.-J.
Heiszler ...
Verfasser: StD Werner Pecher, Jägerstieg 12, 22391 Hamburg
Besprechungen
Zu guter Letzt
Standpunkte
Kerncurriculum Fachdidaktik?
Verfasser: Gottfried Merzyn
Zur Rolle der Fachdidaktik in der universitären Gymnasiallehrerausbildung
Verfasser: Prof. Dr. Werner Blum, Universität Gesamthochschule Kassel, Fachbereich 17,
Mathematik und Informatik, Heinrich-Plett-Straße 40, 34132 Kassel, [email protected]; Prof. Dr. Hans-Wolfgang Henn, Universität Dortmund, Fachbereich Mathematik,
Institut für Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts, Vogelpothsweg 87,
Der Aufsatz gibt Antworten auf die Frage, welche Aufgaben die Fachdidaktik im universitären
Gymnasiallehrerstudium hat. Anhand von drei Beispielen aus dem Fach Mathematik
erläutern die Autoren die fachbezogene Umsetzung dieser vier Aufgaben. Damit geben sie
auch konkrete Anregungen, auf welche Weise sich die von ihnen formulierten Aufgaben der
Fachdidaktik im Lehrerstudium verankern lassen.
Schulpraxis
Zur Verteilung der minimalen Differenzen der Gewinnzahlen bei Lottoziehungen
Verfasser: Ao. Univ.-Prof. Dr. Stefan Götz, Institut für Mathematik, Universität Wien,
Strudlhofgasse 4, A-1090 Wien und Akademisches Gymnasium Wien I, Beethovenplatz 1, A1010 Wien, [email protected]
Für die Berechnung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von sogenannten "Zwillingen"
(benachbarte Zahlen) beim Zahlenlotto kann eine bijektive Transformation von der Menge
der möglichen Ziehungsergebnisse in eine ebenfalls aus n-Tupeln bestehende Menge
herangezogen werden. Eine dieses Problem einschließende aber umfassendere
Fragestellung führt zu einer Verallgemeinerung dieser Transformationsidee, die dann auch
einen Lösungsansatz liefert.
Mathematik und Wirklichkeit
Verfasser: Armin Barth, Ettenhauserstr. 37, CH-8620 Wetzikon, [email protected];
Oliver Eglin, Jonas Ferrari, Florian Müller, Manuela Tschabold
Es scheint, dass es mindestens drei verschiedene Gründe gibt, weshalb man Mathematik
treiben kann: Man kann das Ziel verfolgen, Ausschnitte der Welt zu erklären, oder das Ziel,
Ausschnitte der Welt zu beschreiben. Und schließlich kann man die Mathematik auch um
ihrer selbst Willen lieben. Was wir hier vorstellen, ist ein kleiner Beitrag zum zweiten Aspekt.
Wir zeigen den Einsatz gymnasialer Mathematik bei der Beschreibung von zwei
Weltausschnitten, nämlich den Einsatz von Spline-Funktionen bei der Modellierung einer
Auto-Karosserie und den Einsatz von Vektorgeometrie bei der Prognose eines
Raketenfluges.
Anmerkung zum Laserstrahlenschutz von Klasse-2-Lasern
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Fachhochschule und Berufskollegs NTA Prof. Dr. Grübler
gGmbH, Seidenstraße 12 - 35, D-88316 Isny im Allgäu, [email protected]
Der Lidschlussreflex stellt keinen sicheren Schutz vor Laserstrahlung der Klasse 2 und 3A
dar. Es ist daher zu erwarten, dass die bestehenden Laserschutzvorschriften modifiziert
werden.
Optische Gitter
Verfasser: OStD a. D. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Straße 4, 21614 Buxtehude,
[email protected]
- ein Klassensatz für wenig Geld Erweiterungen für das CBL2-Messinterface von Texas-Instruments
Verfasser: StD i. K. Dr. Guido Bragard, Hofenburger Str. 36, 52080 Aachen, [email protected]; Michael Bragard
Das von Texas-Instruments (TI) vertriebene Interface CBL2 wird über einige TI-GrafikRechner (TI-92, TI-89 usw.) angesteuert. Wegen seiner Handlichkeit wird dieses System
beim Unterricht in wechselnden Räumen "großen" Messwerterfassungssystemen oft
vorgezogen. Das CBL2 bietet drei analoge Eingänge, die immerhin mit 10 Bit Auflösung und
bis zu einer Frequenz von 50 kHz arbeiten. Weiterhin besitzt das CBL2 eine Buchse für
angeblich nur einen digitalen Ein- bzw. Ausgang. An diesem Eingang wird standardmäßig
hauptsächlich der Bewegungssensor CBR betrieben. In diesem Beitrag werden
Erweiterungsmöglichkeiten dieses Anschlusses beschrieben.
Ein einfaches Bestrahlungsstärkemessgerät für den Physikunterricht
Verfasser: Akad. Rat Dr. German Hacker, Staudtstraße 7, 91058 Erlangen,
[email protected]
Es wird ein Messgerät vorgestellt, mit dem die Bestrahlungsstärke der Sonne oder einer
künstlichen Lichtquelle auf einfache Weise experimentell bestimmt werden kann. Das
preiswerte Gerät eignet sich sowohl zum Selbstbau durch Schüler als auch für
Schülerexperimente. Es wurde u. a. im Rahmen einer Staatsexamensarbeit entwickelt und
soll hier im Anschluss an einen MNU-Artikel zur Wärmestrahlung vorgestellt werden.
Gelatine und Pektin - zwei Stoffe, eine Funktion
Verfasser: Dr. Katrin Sommer, EWF der Universität Erlangen-Nürnberg, Didaktik der Chemie,
Regensburger Str. 160, 90478 Nürnberg, [email protected]
Gelatine ist im Zeitalter von BSE ein viel diskutierter Lebensmittelbestandteil, der vor allem
als Geliermittel verwendet wird. Als eine Alternative zu Gelatine kommt der
Pflanzeninhaltsstoff Pektin in Frage. In diesem Beitrag soll aus fachdidaktischer Sicht die
Frage beantwortet werden, ob Gelatine und Pektin einfach "noch zwei neue Stoffe" für den
Chemieunterricht darstellen oder ob sie das Potential besitzen, eine Verknüpfung mit
chemischen Grundkenntnissen und Fähigkeiten - im Sinne von Transfermöglichkeiten und
der Schulung von Methodenkompetenz - zu leisten?
Die Zwergmaus
Verfasser: Dr. Matthias Wilde, Eva Bilik, Dr. Reinhard Tutschek, Lehrstuhl Didaktik der
Biologie der Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, 95440 Bayreuth, [email protected]
Schulische Verhaltensbiologie war in der Vergangenheit von Theoriekonzepten,
insbesondere der klassischen Ethologie, geprägt. Die vorliegende Arbeit ist als Beitrag zu
verstehen, didaktische Konzepte zum verhaltensbiologischen Unterricht wieder auf
empirische Grundlagen zu stellen. Sie setzt die von einer Arbeitsgruppe der Ethologischen
Gesellschaft e. V. erhobene Forderung um, bei der Behandlung des tierlichen Verhaltens in
der Schule von der Verhaltensbeobachtung am lebenden Tier auszugehen. Als didaktisch
und methodisch geeignete Art wird dafür die Euroasische Zwergmaus (Micromys minutus
Pallas 1778) vorgeschlagen. Das wissenschaftliche Ethogramm dieser Tierart wird
beschrieben. Nachfolgend wird dargelegt, wie Schüler das wissenschaftliche Vorgehen des
Beobachtens und nichtinterpretierenden Beschreibens tierlicher Verhaltensweisen
exemplarisch einüben können. Dabei wird zwischen nichtsozialem und sozialem Verhalten
der Zwergmaus unterschieden. In der Erstellung eines Ethogramms unter schulischen
Bedingungen wie die Voraussetzung gesehen, das Verhalten nach Funktionskreisen zu
kategorisieren und weitere forschungsrelevante Fragen zu stellen. Den Schülern kann dabei
bewusst werden, an welche Bedingungen Erkenntnisgewinn in der Verhaltensbiologie
geknüpft ist.
Biologisch abbaubare Kunststoffe
Verfasser: StD Markus Müller, Leibnizstraße 85, 70193 Stuttgart
Kunststoffe sind nahezu "Alleskönner", nur lassen sie sich nicht kompostieren. Eine neue
Generation biologischer Kunststoffe ist dagegen kompostierbar und wird auch relativ schnell
abgebaut, ohne dass giftige Substanzen entstehen. Mit einfachen Versuchen kann in der
Schule die Problematik des biologischen Abbaus gezeigt werden.
Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstr. 13. 01069 Dresden
Kooperatives Lernen im Chemieunterricht - Teil 2
Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Straße 6,
Variationen zu einem Millionenthema - eine Ergänzung zu der Anregung von F.-J.
Heiszler ...
Verfasser: StD Werner Pecher, Jägerstieg 12, 22391 Hamburg
Besprechungen
Zu guter Letzt
Standpunkte
Es ist vieles zu tun. Packen wir es gemeinsam an!
Biologische Kenntnisse von Studienanfängern
Verfasser: Prof. Dr. Horst Müller, Universität Münster, FB 13, Biologie / Inistitut für Didaktik
der Biologie, Fliedner Str. 21, 48149 Münster
Dass es schlecht um die naturwissenschaftliche Grundbildung der Schüler in Deutschland
bestellt ist, weiß man spätestens seit TIMSS und PISA. An den Universitäten beklagen die
Lehrenden sowohl der naturwissenschaftlichen als auch der ingenieurwissenschaftlichen
Disziplinen seit langem die mangelhaften Vorkenntnisse der Studienanfänger.
Wissenschaftsverbände wie der VDBiol sowie der Förderverein MNU haben an die
Kultusminister appelliert, endlich die Verbesserung der naturwissenschaftlichen
Grundbildung in Angriff zu nehmen. Ernsthafte Bemühungen in diese Richtung fehlen leider
immer noch. Im Folgenden wird das Ergebnis eines Tests vorgestellt, in dem Erstsemester
zeigen sollten, dass sie über grundlegende biologische sowie einfache chemische
Kenntnisse, die für das Verstehen biologischer Phänomene unverzichtbar sind, verfügen.
Ein Sonnenuntergang am Meer
Verfasser: Prof. Dipl.-Ing. Hartwig Junge, Lärchenweg 11, 14055 Berlin
Wie lange dauert ein Sonnenuntergang? Diese Frage lässt sich auf einem unkonventionellen
Wege, teils rechnerisch, teils zeichnerisch beantworten. Dabei sind nur einige elementare
Vorkenntnisse der sphärischen Astronomie erforderlich.
Zur Kenntnis und radiometrischen Charakterisierung von Spinthariskopen
Verfasser: Prof. Dr. Robert Josef Schwankner, FH München, Fachgebiet Umweltchemie Radioökologie, Karlstr. 6, 80333 München; Dipl.-Ing. Rudolf Laubinger; cand.-Ing. Michael
Eigenstetter; cand.-Dipl.-Ing. Andreas Rohmann, cand.-Ing. Florian Vilser
Spinthariskope sind die ersten Strahlungsmessgeräte, welche den Zerfall einzelner Atome
durch Wirkung ihrer Fragmente sichtbar machen. Ihr hoher Wert besteht in der Vermittlung
des räumlich wie zeitlich stochastischen Charakters des radioaktiven Zerfalls auf dem Weg
der direkten Beobachtung. Bauformen von Spinthariskopen werden vorgestellt und
radiometrisch charakterisiert. Zugleich wird an die Beteiligung der Szintillationsmethodik zur
Aufklärung der körnigen Struktur der Materie erinnert.
Schulpraxis
Darstellung von Kurven, Geradenscharen und ihren Einhüllenden
Verfasser: Horst Bennemann, Rommersdorfer Str. 63 a, 53604 Bad Honnef, [email protected]
Die Verfügbarkeit von Computer-Algebra-Systemen kann den Unterricht bereichern, indem
Visualisierungsmöglichkeiten und Rechnerunterstützung im algebraischen Bereich genutzt
werden. Die Zusammenführung der in der Praxis häufig noch getrennten Bereiche Analysis,
lineare Algebra und analytische Geometrie in der mehrdimensionalen Analysis bietet in
dieser Hinsicht ein reichhaltiges Betätigungsfeld. Das hier verwendete Computer-AlgebraSystem MathCad eignet sich für den Unterrichtseinsatz in besonderer Weise, da es
weitgehend die gewohnte Schreibweise unterstützt und die Arbeitsschritte übersichtlich in
einem elektronischen Arbeitsblatt dokumentiert.
Quadratur von Rechtecken
Verfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen,
[email protected]
Die Briefmarke, die anlässlich des Mathematiker-Kongresses 1998 in Berlin herausgegeben
wurde, gab Anlass für die nachfolgend beschriebene Unterrichtsreihe zu Beginn der
Jahrgangsstufe 8 (gemäß Lehrplan NRW). Ein nahe liegender Ansatz für die Bestimmung
der Seitenlängen ist das Aufstellen eines linearen Gleichungssystems mit mehreren
Variablen, das zu diesem Zeitpunkt von den Schülern noch nicht gelöst werden kann. Das
Problem lässt sich aber auf das Lösen einer linearen Gleichung mit einer Variablen
zurückführen. Dieses systematische Vorgehen ist der Einstieg in das Thema
"Gleichungslehre". Im Vorfeld müssen Terme für die einzelnen Seitenlängen aufgestellt
werden, die möglichst zu vereinfachen sind.
Wie wird man Wettkönig bei "Wetten, Dass...?"
Verfasser: StR Thomas Seibold, Dornbergstr. 4, 81673 München
Nach der Sommerpause präsentierte sich Deutschlands größte Famlienshow "Wetten,
Dass ...?" am 5. Oktober 2002 mit einer geistreichen Wette aus dem Bereich Mathematik. Im
Folgenden wird die Wette um eine mögliche Strategie des Kandidaten beschrieben.
Benfords Gesetz
Verfasser: OStR i. R. Dieter Linz, Hochfeldstr. 20, 67067 Ludwigshafen,
[email protected]
Angeregt durch das vorzügliche Werkstattblatt werden einige grundsätzliche Bemerkungen
zum Gesetz von Benford gemacht. Sie lauten: Qualitativ ist die Aussage von Benford zwar
richtig, aber die mathematische Formel, die Benford angibt, ist - wenn überhaupt mathematisch äußerst schwierig herleitbar.
Optimierung eines Algorithmus - Von O(2n) zu O(n2/2)
Verfasser: Paul Weisenhorn, Im Grasgarten 3, 77855 Fautenbach
Im Wahrscheinlichkeitsunterricht beschränkt man sich im Allgemeinen auf
gleichwahrscheinliche Ereignisse bzw. auf kleine Werte von n bei verschiedenen pk Werten.
Dagegen sollte es im Informatikunterricht möglich sein, ein Programm zur Berechnung der
Trefferwahrscheinlichkeiten bei n Ereignissen mit unterschiedlichen pk Werten auch für
große n Werte aufzustellen.
Omas Küchenweisheiten - wissenschaftlich hinterfragt
Verfasser: Holger Zorn, Ralf G. Berger, Universität Hannover, Institut für
Lebensmittelchemie, Wunstorfer Str. 14, 30453 Hannover, [email protected],
[email protected]
Die traditionelle großmütterliche Küche steckt voller Weisheiten, die oft wesentlich zum
Gelingen von Speisen beitragen. Aus dem Blickwinkel der modernen Lebensmittelchemie
werden sowohl seit jeher besonders beliebte Lebensmittel wie Schokolade und Honig, als
auch konkrete Küchenkniffe unter naturwissenschaftlichen Aspekten beleuchtet. Chemische
und biochemische Reaktionen, die den komplexen Veränderungen von Lebensmitteln
während der Zubereitung zugrunde liegen, werden anhand der Autoxidation von Fetten
sowie von enzymatischen und nicht enzymatischen Bräunungsprozessen dargestellt.
Möglichkeiten die Matrix "Lebensmittel" als Motivationshilfe zu nutzen und potenzielle
Anknüpfungspunkte zum Chemieunterricht werden aufgezeigt.
Phagen als medizinische Helfer
Verfasser: StD Markus Müller, Leibnizstr. 85, 70193 Stuttgart
Im Beitrag werden zwei Schulversuche mit Bakteriophagen vorgestellt. Der erste Versuch
zeigt, wie Phagen auf einfache Art gewonnen werden können. Im zweiten Versuch wird die
Wirkung von Phagen auf Bakterienkulturen demonstriert.
Interaktive Bildschirmexperimente selbst erstellt
Verfasser: Dr. Daniel Roth, Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern, Erwin-
Schrödinger-Straße 67663 Kaiserslautern, [email protected]; Dipl.-Phys. Frank
Schweickert, [email protected]; Prof. Dr. Hans-Jörg, Jodl, [email protected];
StR Dr. Jürgen Kirstein, Institut für Atomare Physik und Fachdidaktik, Fakultät II, Technische
Universität Berlin, 10623 Berlin
Mit Hilfe der am Institut für Atomare Physik und Fachdidaktik (IAPF) der TU Berlin
entwickelten Interaktiven Bildschirmexperimente (IBE) können Experimente für den
Betrachter auf fotorealistische und interaktive Art und Weise dokumentiert werden. Während
durch die IBE der ersten Generation Experimente in Abhängigkeit von maximal zwei
Parametern dokumentiert werden konnten, können durch IBE der aktuellen Generation auch
Experimente mit mehr als zwei Parametern dokumentiert werden. Nachdem bisher zur
Erstellung eines IBE der Einsatz einer mehr oder weniger komplexen und kostspieligen
Autorensoftware notwendig war, können einfache Interaktive Bildschirmexperimente nun
auch von Lehrern und Schülern ohne den Einsatz einer speziellen Autorensoftware selbst
erstellt werden.
Der Bastardstrandhafer
Verfasser: Dr. Erich Lüthje, Kruppallee 13, 24146 Kiel
Obwohl es in der Genetik eine große Zahl erprobter Aufgabenstellungen für Klausuren gibt,
lockt es immer wieder, neue Fragen zu konzipieren. Wenn dabei überdies ein praktischer
Aufgabenteil möglich ist, lohnt sich der Aufwand umso mehr. Gegenstand dieses
Klausurbeispiels ist die art- und gattungsübergreifende Verbastardierung des Strandhafers
mit dem Landreitgras zum Baltischen Strandhafer. Wie geben beide Elterngräser markante
Blattmerkmale an den Bastard weiter? Nicht nur für Schüler ist dies eine interessante
mikroskopische Untersuchungen. Die Fachliteratur, so scheint es, schweigt sich darüber
aus.
Kooperatives Lernen im Chemieunterricht
Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie,
Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected]
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
2002 (Jahrgang 55)
Editorial
Naturwissenschaft verstehen
Helfen wissenschaftstheoretische Fragen beim Verständnis der Naturwissenschaften?
Verfasser: Dr. Frank Witzleben, TU Berlin, Institut für Philosophie, Wissenschaftstheorie,
Wissenschafts- und Technikgeschichte, Didaktik der Philosophie, Ernst-Reuter-Platz 7,
10587 Berlin, [email protected]
Das Thema Erkenntnis- und Wissenschaftstheorie im Philosophieunterricht führt bei vielen
Schülern zum ersten Mal zu einer Auseinandersetzung mit Begriffen wie Gesetz, Induktion,
Deduktion und Kausalität. Auf die Frage nach der Bedeutung von Experiment und Theorie in
den Naturwissenschaften antworten viele ohne Verlegenheit: "Wir beschreiben einen
Versuchsaufbau und das, was bei diesem Versuch passiert. Und das werten wir aus.
Darüber schreiben wir ein Protokoll. Das reicht." Vor dieser Ausgangslage werden in diesem
Beitrag zwei Fragen in engem Bezug zueinander diskutiert: (1) Welche Vorstellungen von
Wissenschaft bestimmten 'im Normalfall' den naturwissenschaftlichen Unterricht? (2) Welche
wissenschaftstheoretischen Kenntnisse und Überlegungen können im
naturwissenschaftlichen Unterricht für das Verständnis des Faches und seiner
Forschungsprobleme von Nutzens sein?
Wissenschaftstheorie und die Autonomie der Biologie in den Naturwsissenschaften
Verfasser: Prof. Dr. Franz M. Wuketits, Universität Wien, Institut für Wissenschaftstheorie,
Sensengasse 8, A-1090 Wien, [email protected]
Die Wissenschaftstheorie hat sich lange Zeit in erster Linie an den so genannten exakten
Wissenschaften, insbesondere der Physik, orientiert. Von vereinzelten Ansätzen abgesehen,
wurde die Biologie dabei sehr stiefmütterlich behandelt. Das hat sich inzwischen durchaus
geändert. Zum einen wurde die Biologie für Wissenschaftstheoretiker interessant, zum
anderen begannen Biologen, sich kritisch mit dem Selbstverständnis ihrer Disziplin zu
beschäftigen. Das Ergebnis ist eine umfassende Wissenschaftstheorie der Biologie, die
deutlich macht, dass sich die Wissenschaft vom Leben nicht auf Physik und Chemie
reduzieren lässt, sondern in den Naturwissenschaften eine eigenständige, autonome
Position einnimmt. Daraus folgt auch für den Unterricht die Aufgabe, die Besonderheiten
biologischer Begriffe, Theorien und Gesetze darzulegen.
Wissenschaftstheoretische Reflexion im Physikunterricht der Sek. II
Verfasser: OStR Dr. Heinz Meyling, Piepsche 22, 28857 Syke, [email protected];
Prof. Dr. Hans Niedderer, Universität Bremen, Institut für Didaktik der Physik, Postfach
330440, 28334 Bremen, [email protected]
Wissenschaftstheoretische Reflexionen sollten vom Vorverständnis der Schüler ausgehen,
integraler Bestandteil des Physikunterrichts und erkenntnistheoretisch nicht einseitig sein.
Zwei Unterrichtsbeispiele werden vorgestellt: 1. Gegenüberstellung des lebensweltlichen
und des physikalischen Kraftbegriffs im Mechanikunterricht; 2. Reflexionen zum
hypothetisch-deduktiven Verfahren anhand eines Briefes von EINSTEIN an SOLOVINE,
ausgehend von der speziellen Relativitätstheorie. Schließlich werden mögliche Ergebnisse
eines expliziten wissenschaftstheoretischen Unterrichts aufgelistet.
David Hilbert
Verfasser: Prof. Dr. Lothar Kienle, Burgkline 18, 70839 Gerlingen
Das Wirken des großen Mathematikers hat auch den mathematischen Gymnasialunterricht
stark beeinflusst, vor allem durch die Grundlegung der Geometrie, einem Musterbeispiel
dafür, wie eine exakte Wissenschaft aufzubauen ist.
Schulpraxis
"Hausphilosophien" im Unterricht
Verfasser: OStD Josef Leisen
"Es gibt nicht Nicht-Kommunikation." In Anlehnung an dieses Diktum von Watzlawick sollte
man auf die Wissenschaftstheorie bezogen formulieren: Es gibt nicht NichtWissenschaftstheorie im Unterricht. "Anders formuliert: Alle Lehrer treiben im Unterricht
Wissenschaftstheorie, auch diejenigen, die von sich behaupten, dass sie nur das Fach
unterrichten. Im Unterricht treten sie an immer wieder auf: die metaphysischen
Hintergrundüberzeugungen, die erkenntnis- und wissenschaftstheoretischen
Grundhaltungen, seien diese nun reflektiert oder nicht. Jeder Lehrer hat in seinem Kopf eine
"Hausphilosophie", die den Unterricht maßgeblich mitbestimmt. Es geht nicht darum, die
Philosophie aus dem Unterricht herauszuhalten, sondern im Gegenteil, sie reflektiert und
bewusst hineinzubringen. Der Beitrag zeigt in fiktiven Lehrer-Schüler-Gesprächen typische
"Hausphilosophien" auf. Im zweiten Teil werden wichtige wissenschaftstheoretische
Positionen erläutert.
"Die Basis schwankt"
Verfasser: Priv.-Doz. Dr. Marco Oetken, Carl-von-Ossietzky-Str. 9 - 11, 26111 Oldenburg,
[email protected]; Prof. Dr. Christiane S. Reiners, Universität zu Köln, Institut für
Chemie und Didaktik der Chemie, Herbert-Lewin-Straße 2, 50931 Köln,
[email protected]
Eine der wesentlichen Aufgaben der Chemiedidaktik besteht in der Entwicklung von
Unterrichtskonzeptionen und Experimenten, die die Schülerinnen und Schüler in der Lage
versetzen sollen, ihre eigenen Erkenntnisse, ausgehend von Versuchsbeobachtungen in
einem Wechselspiel zwischen Hypothesenbildung und experimenteller Überprüfung zu
gewinnen. Anhand ausgewählter Beispiele soll aus erkenntnistheoretischer Sicht untersucht
werden, inwieweit die im Unterricht eingesetzten Experimente und die anschließende
Interpretation der Forderung nach einem unvoreingenommenen Beobachten und dem
kritischen Umgang mit Ergebnissen gerecht werden.
"Biologie muss man verstehen!"
Verfasser: StD Jürgen Langlet, Am Hang 17, 21403 Wendisch-Evern, [email protected]
Es wird dargelegt, was die Biologie wissenschaftstheoretisch im Vergleich zu anderen
Wissenschaften auszeichnet. In sieben Thesen werden die daraus abgeleiteten
Konsequenzen für einen wissenschaftspropädeutischen Biologieunterricht entwickelt.
Sharaf al-Tusi, ein Vorläufer von Newton und Leibniz
Verfasser: Kerstin Dambach, Neubrunnenstraße 3, 76139 Karlsruhe, [email protected]; Hermann Hammer, Staatl. Seminar für Schulpädagogik (Gymnasien),
Bismarckstraße 10, 76133 Karlsruhe, [email protected]
Geht es in unserem Mathematikunterricht um die historischen Ursprünge der Differenzialund Integralrechnung, so denken die meisten an NEWTON, LEIBNIZ und den sie
entzweienden Prioritätsstreit. Weniger bekannt ist die Tatsache, dass bereits ein persischer
Mathematiker des 12. Jahrhunderts, SHARAF AL-TUSI, bei seinen Versuchen, Gleichungen
dritten Grades zu lösen, Ausdrücke verwendete, die der ersten Ableitung von Polynomen
entsprechen. Im vorliegenden Aufsatz wird nicht nur der historische Hintergrund weiter
beleuchtet, die Autoren beschreiben auch ihre eigenen unterrichtspraktischen Erfahrungen
mit diesem Ausflug in die Mathematikgeschichte und liefern Anregungen und Materialien zur
unterrichtlichen Umsetzung.
Wissenschaftstheoretische Aspekte und deren Bedeutung für Ziele und Wege des
Chemieunterrichts
Verfasser: Prof. Dr. Volker Scharf, Universität Siegen, Fachbereich 8, Didaktik der Chemie,
Adolf-Reichwein-Str. 2, 57068 Siegen, [email protected]; Andreas Woyke,
Universität Siegen, Fachbereich 8, Didaktik der Chemie, Adolf-Reichwein-Straße, 57068
Siegen, [email protected]
Wissenschaftstheoretische Aspekte in einem weiter gefassten Sinnen spielen im etablierten
Chemieunterricht nach wie vor kaum eine Rolle. Im vorliegenden Aufsatz soll anhand der
Diskussion um die sogenannte "SOKOL-Affäre" und insbesondere anhand der Positionen
des Methodischen Kulturalismus und des Referenzrealismus die Relevanz solcher Aspekte
für den Chemieunterricht aufgezeigt werden.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Wer oder was motiviert Schülerinnen für Mathematik, Naturwissenschaft und
Technik?
Verfasser: Christine Roloff
Flugphysik
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Weltner, Universität Frankfurt, Didaktik der Physik und an der
Universidade Federal da Bahia, Salvador, Brasilien.
Der aerodynamische Auftrieb ist global gesehen die Reaktionskraft, die infolge der
Vertikalbeschleunigung von Luft durch die Tragfläche auftritt. Der Auftrieb ist eine Folge der
Trägheit der Luft. Druckdifferenzen entstehen in Strömungsfeldern, wenn durch Hindernisse
gekrümmte Stromlinien erzwungen werden. Die Analyse der Krümmungen in realen
Strömungen um Hindernisse erschließt die Druckverteilung an Profilen. Die Zirkulation ist die
Folge, nicht die Ursache der Auftriebsentstehung. Ebenso ist die höhere
Strömungsgeschwindigkeit an der Tragflächenoberseite die Folge, nicht aber die Ursache
des Unterdrucks.
Schulpraxis
Versinken wir alle im Mittelmaß?
Verfasser: Dr. Joachim Engel, Markus Vogel, Pädagogische Hochschule Ludwigsburg,
Institut für Mathematik und Informatik, Reuteallee 46, 71634 Ludwigsburg,
[email protected]
Zum Verständnis des Regressionsbegriffs werden verschiedene sich aufeinander
beziehende Vorschläge gemacht: Ausgehend von Problemsituationen, in denen eine
Entwicklung zur Mitte hin zu beobachten ist, wird ein Kartenexperiment und eine
Computersimulation vorgeschlagen, denen grundlegende elementare mathematische
Überlegungen zur Erklärung des beobachteten Phänomens folgen. Dadurch wird die für
Schüler doch sehr eigenartige Bezeichnung "Regression" für ein Problem der
Geradenanpassung plausibel und im historischen Kontext erklärt.
Die Folgenmaschine
Verfasser: AR Dr. Stephan Rosebrock, Goldregenweg 4, 76297 Stutensee, [email protected]
Beschrieben werden Folgen natürlicher Zahlen, die durch Iteration entstehen und in einem
engen Zusammenhang zum Collatz-Problem stehen. Diese Folgen eignen sich einerseits für
den Mathematikunterricht in der Sekundarstufe I. Nach einer elementaren mathematischen
Behandlung werden deshalb zwei MATHEMATICA-Programme angegeben, um zu eigener
Forschung anzuregen, und einige Vorschläge für eine Unterrichtseinheit für die
Sekundarstufe I präsentiert.
Gingen die ägyptischen Wasseruhren richtig?
Es wird eine Problemstellung vorgestellt, deren Sachsituation anschaulich ist und die eine
der wenigen möglichen praktischen Anwendungen der didaktisch so grundlegenden
Normalparabel ist.
Stochastik mit Maple
Verfasser: Dr. Reinhard Oldenburg, Schillerstr. 70, 37083 Göttingen, [email protected]
Computer-Algebrasysteme stellen gerade für den Stochastikunterricht eine gute
Lernumgebung dar und bieten sich als Alternative zur Tabellenkalkulation an. Der Artikel
illustriert dies an einigen Beispielen aus dem Stochastikunterricht der Oberstufe.
Der Energiemonitor im Physik- und Mathematikunterricht
Verfasser: Dieter Plappert, Friedrich-Gymnasium, Jacobistr. 22, 79104 Freiburg,
[email protected]
Am Friedrich-Gymnasium in Freiburg wurde ein Energiemonitor installiert. Über erste
Erfahrungen, seinen Einsatz im Unterricht und seine Wirkung auf die Schulgemeinschaft
wird berichtet.
Schülervorstellungen zum Sieden
Verfasser: Tönjes de Vries, Priv. Doz. Dr. Marco Oetken, Dr. Antje Paschmann, Universität
Oldenburg, Didaktik der Chemie
Die im Chemieunterricht vermittelten naturwissenschaftlichen Grundkenntnisse sollen
Schüler dazu befähigen, Vorgänge, die in ihrer Lebenswelt stattfinden, erklären zu können.
Ein solch alltäglicher Vorgang ist z. B. das Sieden von Wasser. Ein scheinbar trivialer
Vorgang, der eigentlich nicht so schwer zu erklären sein dürfte. Im vorliegenden Beitrag
werden die Ergebnisse einer Untersuchung vorgestellt, die belegen, dass Schüler, aber auch
Erwachsene große Schwierigkeiten haben, den Siedevorgang angemessen zu erläutern. Mit
einfachen Versuchen, die eine experimentelle Aufarbeitung dieser Thematik ermöglichen,
wird eine Konzeption für eine problemorientierte Umsetzung im Anfangsunterricht
vorgeschlagen. Erste Unterrichtserfahrungen dazu werden anschließend geschildert.
Schweinemast, Kletterlerchensporn und Gewässerversauerung
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Lethmate, Institut für Didaktik der Geografie, Universität Münster,
Robert-Koch-Str. 26, 48149 Münster, [email protected]
Forschungen der Geowissenschaften geben der Umweltbildung neue Impulse. Der
wissenschaftliche Ansatz des "Syndrom-Konzeptes" beschreibt globale
Umweltveränderungen in ihren regionalen und lokalen Ausprägungen mit grafischdifferenzierten Beziehungsgeflechten, die im zentralen Lernziel der Umweltbildung "Umgang
mit Komplexität" didaktisiert werden können. Vorgestellt wird der geografische Beitrag eines
Unterrichtskonzeptes zum "Saurer-Regen-Syndrom", einer Bodenkrankheit (Syndrom) mit
dem zentralen Symptom der Bodenversauerung. Das Konzept isoliert keine
Einzelsymptome, sondern erfasst das Syndrom in seinem ökologischen, wirtschaftlichen und
gesellschaftlichen Beziehungsgeflecht. Das ökosystemare Verständnis des Bodens führt auf
Unterrichtspfade, die in ihrer Methoden- und Ergebnisstruktur skizziert und in das
Syndromkonzept integriert werden. Auf den ersten Blick zusammenhanglose Umweltaspekte
wie Schweinemast, Kletterlerchensporn und Gewässerversauerung fügen sich in ein
Gesamtbild, das alltägliche Ernährungsgewohnheiten, konkret unseren Fleischkonsum, im
Syndromzusammenhang fokussiert. Im Fächerverbund Biologie/Geografie öffnen sich dem
Biologieunterricht methodisch-methodologische Alternativen.
Färben mit Pflanzen - Färberpflanzen im Schulgarten
Verfasser: Prof. Dr. habil. Volkmar Dietrich, Studienkolleg der Universität Potsdam, PF
601553, 14415 Potsdam, [email protected]
Mit der Behandlung der Thematik "Färben mit Pflanzen - Färberpflanzen im Schulgarten"
bietet sich die Möglichkeit, in Zusammenarbeit zwischen Chemieunterricht und
Biologieunterricht an Neugierde oder Interessen aus der Alltagswelt der Schülerinnen und
Schüler anzuknüpfen und in Form eines fachübergreifenden Projekts naturwissenschaftliche
Sachverhalte zur Befriedigung dieser heranzuziehen. Eine Gelegenheit, die nicht ungenutzt
vertan werden sollte, zumal sich der Einsatz des Themas sowohl in der SI als auch in der SII
eignet.
Versuche mit Wasserstoff-Luft-Gemisch
Verfasser: Prof. em. Dr. Erwin Wiederholt, FB 9: Chemie, Didaktik der Chemie, Bergische
Universität-GHS Wuppertal, Gaußstr. 20, 42097 Wuppertal, [email protected];
Dipl. Ing. Volker Fahrney, [email protected]
Die Knallgasprobe zum Nachweis explosiver Wasserstoff-Luft-Gemische wird mit einem
Wärmeleitfähigkeitsdetektor (WLD) ausgeführt. Damit lassen sich beliebige
Mischungsverhältnisse bestimmen. Der kontrollierte Umgang mit Wasserstoff, aber auch
anderen gasförmigen Gefahrstoffen, wird so möglich.
Eine einfache Approximation der relativistischen Formel für die kinetische Energie
durch die klassische mit Hilfe der binomischen Formeln
Verfasser: StR Engelbert Schuld, Oberdorfstraße 30, 66606 St. Wendel, [email protected]
Es wird vorgeschlagen, in der Schule die Näherung der Energieformeln allein mit
mathematischen Mitteln der Sekundarstufe I zu berechnen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Editorial
Lernen und Leisten
93. MNU-Kongress 2002 in Hannover
Facharbeit und besondere Lernleistung: neue Lern- oder Leistungsformen?
Verfasser: Prof. Dr. Heinz Wambach, Herbert-Lewin-Str. 15, 50931 Köln,
[email protected]
Facharbeit und besondere Lernleistung haben einen wichtigen Stellenwert im Rahmen der
neueren Reformen bei der Gestaltung der gymnasialen Oberstufe und der Abiturprüfung. Es
sind klar beschriebene Leistungs-Kontrollen, die sich als notwendige Bausteine im Kontext
der Entwicklung neuer Unterrichts- und Lernkultur erweisen. Daher gilt es, auch die
unterrichtliche und schulische Hinführung adäquat für Schülerinnen und Schüler zu
gestalten. Dazu bedarf es grundlegender Beiträge zur längerfristigen Entwicklung des
selbstständigen Lernens, wie es insbesondere über Formen der Projekt-Arbeit gelingen
kann.
Schulpraxis
Die Facharbeit
Verfasser: Thorsten Jürgensen, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln
Ein Erfahrungsbericht über ein Praxisbeispiel, bei dem Facharbeiten in Anlehnung an
niederländische "praktische opdrachten" geplant, durchgeführt und evaluiert wurden gedacht als Hilfe und Anregung für die eigene Praxis.
Impulse für die Besondere Lernleistung im Fach Mathematik
Verfasser: Thomas Vogt, Emanuel-Felke-Gymnasium, Bad Sobernheim
In unserem Mathematikunterricht dominiert das eng an Lehrplaninhalten orientierte Arbeiten.
Die Stundentafeln und vollen Lehrpläne bieten nur wenig Freiräume für längerfristige und
zusammenhängende Lernprozesse, in denen die Schüler Eigenaktivität entfalten und
Vernetzungen zwischen verschiedenen Inhalten herstellen können. Im folgenden Aufsatz
wird dargstellt, welche Chancen die Facharbeit oder Besondere Lernleistung auf dem Weg
zu einer veränderten Unterrichtskultur für das Fach Mathematik bietet.
Die Facharbeit im Fach Physik
Verfasser: StD Michael Rode, Lauensteinstr. 22, 21339 Lüneburg, [email protected];
Björn Sarrazin, Uelzener Str. 15, 21406 Melbeck
Erfahrungen mit der Facharbeit im Fach Physik in Niedersachsen werden dargestellt und
praxiserprobte Hinweise zur Gestaltung und Organisation gegeben. Auszüge aus einer
Beispielarbeit sollen die Aussagen abrunden.
Die "Seminarfacharbeit" an Thüringer Gymnasien
Verfasser: Prof. Dr. Volker Scharf, Jochen Schmitz, Universität Siegen, Fachbereich Chemie,
Didaktik der Chemie, Adolf-Reichwein-Str. 2, 57068 Siegen, [email protected];
Dr. Martin Gröger, Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Didaktik der Chemie,
Heinrich-Buff-Ring 58, 35392 Gießen, [email protected]
Im Bundesland Thüringen wird die Empfehlung der KMK, in der gymnasialen Oberstufe eine
"besondere Lernleistung" zu fordern, in beispielgebender Weise erfüllt: Von Klasse 10 an bis
zum Abitur wurde das Seminarfach verbindlich eingeführt. Wissenschaftspropädeutik und
verbesserte Studierfähigkeit sind zwei Anliegen dieser Reform. Drei Schritte folgen
aufeinander: Methodentraining, Anfertigung einer Facharbeit im Zeitabschnitt etwa eines
Jahres, Präsentation und Diskussion der Vorgehensweise sowie der Ergebnisse in einem
Kolloquium. Vergleichende Studien für den naturwissenschaftlichen Bereich in Analogie zu
PISA-Tests deuten an, dass das Seminarfachkonzept sich sehr eignet, prozedurales und
flexibel anwendbares Wissen zu fördern.
Die Profilarbeit in den Niederlanden
Verfasser: Dipl.-Ing. Fer Coenders, Universiteit Twente, Chemische Technologie, Postbus
217, 7500 AE Enschede, Niederlande, [email protected]; Dr. Martin Gröger,
Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Didaktik der Chemie, Heinrich-Buff-Ring 58,
35392 Gießen, [email protected]
Im Artikel von Gröger, Scharf und Schmitz (siehe dieses Heft) wird die Seminarfacharbeit an
Thüringer Gymnasien als ein Beispiel für eine langfristige, systematisch vorbereitete
besondere Lernleistung vorgestellt. Auch in den Niederlanden fertigen die Schüler in der
Oberstufe (in den Klassen 11 und 12) mit der Profilarbeit ("Profielwerkstuk") eine
umfassende eigenständige Arbeit an. Im Artikel wird das Vorgehen in den Niederlanden
dargestellt und über Erfahrungen von Lehrern mit der Betreuung von Schülerinnen und
Schülern bei der Anfertigung von Profilarbeit und Seminarfacharbeit berichtet.
Populationsentwicklung nach dem Hardy-Weinberg-Gesetz mit Drosophila
melanogaster
Verfasser: Dr. Dirk Krüger, Zentrum für Didaktik der Natur- und Sozialwissenschaften,
Abteilung Biologiedidaktik, Universität Hannover, Bismarckstr. 2, 30173 Hannover,
[email protected]
Populationsgenetische Untersuchungen zum Hardy-Weinberg-Gesetz können mit
geeigneten Stämmen von Drosophila melanogaster im Biologieunterricht oder im Rahmen
der Facharbeit praktisch durchgeführt werden. Es geht um die Beschreibung der
genetischen Zusammensetzung von sich frei fortpflanzenden geschlossenen Populationen.
Dabei führt die Untersuchung, ob die Drosophila-Populationen dem Hardy-Weinberg-Gesetz
folgt, auch an wissenschaftspropädeutische Fragestellungen heran. Die praktische Arbeit mit
Drosophila ist leicht zu erlernen, erfordert einen geringen zeitlichen und finanziellen Aufwand
und motiviert die Schüler im hohen Maße.
Die Debatte um den Karlsruher Physikkurs
Verfasser: Dr. Erich Starauschek, Universität Karlsruhe, Didaktik der Physik, 76128
Karlsruhe,
[email protected]
Im Karlsruher Physikkurs wird die Physik mit einer veränderten Sachstruktur dargestellt.
Dieser Ansatz hat seit den Anfängen in den 70er Jahren zu heftigen Kontroversen in der
nationalen, aber auch in der internationalen Physikdidaktik geführt. Empirische
Untersuchungen über die Wirkungen des Physikunterrichts nach dem Karlsruher Physikkurs
hingegen finden sich nur vereinzelt. Diese Lücke wurde geschlossen. Das Ergebnis einer
Evaluationsstudie ist überraschend. Obgleich der Karlsruher Kurs aus einer fachlich
orientierten Hochschuldidaktik entwickelt wurde, zeigen sich "pädagogische" Effekte. Der
Kurs hat unter anderem eine positive Wirkung bei den Mädchen. Schülerinnen der
Sekundarstufe I des Gymnasiums entwickeln ein größeres Vertrauen in die eigene
Leistungsfähigkeit im Fach Physik als traditionell unterrichtete Mädchen.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
Standpunkte
Schülerlabore, Science-Center und Co.
Neue Methoden der Mikroskopie
Verfasser: Jean Pol Vigneron, Laboratoire de Physique du Solide, Facultés Universitaires
Notre-Dame de la Paix, rue de Bruxelles 61, 5000 Namur, Belgien,
http://www.scf.fundp.ac.be/~jpvigner/homepage/index.html ; Cécile Goffaux
Vor etwa 20 Jahren entwickelten die Wissenschaftler Gerd Binnig und Heinrich Rohrer ein
Instrument, mit dessen Hilfe man die Oberfläche von Materialien in atomarer Auflösung
betrachten kann. Sie wurden dafür im Jahre 1981 mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt.
Das scanning tunneling microscope (STM) und - etwas später - das atomic force microscope
(AFM) erlaubt uns einen Blick in ein Universum, in dem uns die Atome und Moleküle als
etwas Alltägliches begegnen. Wir haben uns nunmehr daran gewöhnt, durch diese atomaren
Landschaften zu wandern und z. B. Adsorptionen von Molekülen an Oberflächen zu
beobachten. Diese Zusammenfassung eines beim 27. Kongress der belgischen Lehrer für
Naturwissenschaften gehaltenen Vortrags könnte im Rahmen der Physikkurse der
Sekundarstufe genutzt werden. Er richtet sich dann vorzugsweise an Schüler der
Abschlussklassen, die Physik-Grundkurse belegt haben und die ihr erworbenes Wissen (z.
B. durch eine Untersuchung) vertiefen möchten. Manche Teile können auch in anderen
Kursen und anderen Klassenstufen Verwendung finden.
Ziele:
- im Laufe früherer Jahre erworbene Kenntnisse zusammenführen, z. B. - 3. Jahr:
Strahlenoptik, - 5. Jahr: Begriffe Elektron, elektrischer Strom, Potenzialdifferenz, Isolator und
Leiter, - 6. Jahr: Beugung (YOUNGsche Spalte), Wellenoptik, Wellenlänge,
Quantenmechanik: Existenz des Photons und sein Verhalten, Welle-Teilchen-Dualismus.
- zeigen, wie diese Kenntnisse zum Verständnis von Spitzentechnik beitragen,
- Interesse wecken für die historischen Aspekte der Entdeckung des Atoms und der
Mikrospiermethoden,
- mögliche Bezüge zur Chemie (Atom und Bindung) und zur Biologie (Anwendung der Licht-,
Elektronen- und Rastertunnelmikroskopie zur Erforschung der DNS) herstellen,
- Hinweise auf mögliche Bezüge und Anknüpfungen auch im Text (durch Kursivsatz) geben.
Schulpraxis
Drei-Paar-Memory
Verfasser: StR Dipl. Phys. Dr. Nils Empacher, Wacholderweg 32, 70597 Stuttgart,
[email protected]
Wenn man Memory mit wenigen Kartenpaaren spielt, wird es zum reinen Glücksspiel. Die
Analyse des Spielverlaufes und die Berechnung der Gewinnchancen stellen ein lehrreiches
und motivierendes Anwendungsbeispiel für die Wahrscheinlichkeitsrechnung dar.
Kurvenscharen - einmal ganz anders
Verfasser: StR Florian Borges, Egenhofstr. 53, 82178 Pulheim, [email protected]
Eine Kurvenschar wird für viele Oberstufenschüler anschaulicher, wenn man sie ihrer Natur
gemäß als Fläche betrachtet und ihr Parameter nicht nur stiefmütterlich als Variable "zweiter
Klasse" behandelt wird. Die Visualisierbarkeit am Computer stellt für diesen Zweck eine
leicht verfügbare, wertvolle Hilfe dar. Der zunächst zeitliche Mehraufwand wird durch ein
besseres Verständnis und später durch geringeren zeitlichen Bedarf beim Lösen von
Aufgaben ausgeglichen.
Die Invarianzstrategie für das Lösen mathematischer Probleme
Bei der Invarianzstrategie werden die Elemente einer gegebenen Menge schrittweise so
umgewandelt, dass sich die zugeordneten Elemente einer anderen Menge nicht ändern. Bei
geeigneter Wahl der Umwandlungsschritte lässt sich die Bestimmung eines unbekannten
Funktionswertes auf die Kenntnis des Funktionswertes bei einem anderen Argument
zurückführen. Diese Stragie wird allgemein beschrieben, an einzelnen Beispielen erläutert
und in einen größeren Zusammenhang gestellt.
Kann der Computer alles besser?
Verfasser: OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien;
OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließerstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram
Die Untersuchung einiger Eigenschaften von Differenzen aus Hypotenusenlänge und einer
Kathetenlänge wird durch eine mit einem Computer erstellten Tabelle angeregt.
Die Gesetze der Wärmestrahlung
Verfasser: Prof. Dr. Walter Roedel, Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg,
69120 Heidelberg; StD Dr. Rudolf Löhken, Gymnasium Wiesloch, Rockenauerpfad 51,
69190 Walldorf
Es werden Experimente vorgestellt, die mit relativ einfachen schulischen Mitteln
durchgeführt werden können und die eine Einführung in die wichtigsten Gesetze der
Wärmestrahlung ab Klassenstufe 11 erlauben. Einige Bezüge zum atmosphärischen
Strahlungshaushalt werden angesprochen. Der Zeitbedarf liegt bei drei bis vier
Unterrichtsstunden.
Neuere galenische Systeme für Arzneimittel
Verfasser: Dr. Beate Drechsler, Dr. Walter Naegele, Dieter Sgoff, Dr. Barbara Dogan, Prof.
Dr. H. J. Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Fachbereich Chemie und
Pharmazeutische Wissenschaften, Institut für Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Str. 11,
60439 Frankfurt am Main, [email protected], [email protected]
Mit Hilfe der hier vorgestellten Versuche soll den Schülern ein Einblick in die Funktionsweise
eines transdermalen Pflasters gewährt werden. Das Nikotinpflaster als unterstützendes
Mittel bei der Raucherentwöhnung ist mit seiner Problematik bei Jugendlichen aktuell und
daher für Schüler ein realitätsnahes und interessantes Objekt, das sich kennen zu lernen
lohnt. Die Versuche können als Anknüpfung oder Aufhänger für fächerübergreifende Themen
wie Suchtverhalten, Drogenkonsum, Abhängigkeit und Suchtentwöhnung dienen. Außerdem
werden andere therapeutische Mittel zur Raucherentwöhnung kurz vorgestellt.
Kreuzworträtsel für den Fachunterricht selbst machen!
Verfasser: StD Winfried Greber, Kinkkampweg 6, 48165 Münster, [email protected]
Rätsel können den Unterricht beleben und auflockern. Es liegen jedoch nicht für jeden
Themenbereich und für jedes Anspruchsniveau fertige Rätsel vor und eine manuelle
Gestaltung erweist sich als sehr zeitaufwendig. Umso erfreulicher ist es, dass verschiedene
Programme im Internet frei verfügbar sind, die dem Unterrichtenden die zeitaufwendigen
Anteile der Konstruktion abnehmen und schnell ansprechende und lerngruppenadäquate
Rätsel zu jedem gewünschten Thema liefern. Zwei dieser Programme werden vorgestellt
und ihre Benutzung an unterrichtsrelevanten Beispielen beschrieben.
Fachliche Fehler in Biologieschulbüchern
Verfasser: Prof. Dr. Roland Hedewig, Universität Kassel, FB 19, 34109 Kassel, [email protected]; Ina Wenning
Schulbüchern sind nach wie vor ein wichtiges Unterrichtsmedium. Allein schon aus diesem
Grund ist es notwendig, dass die Sachinformationen, die in den Büchern gegeben werden,
fachlich korrekt sind. Im Beitrag wird aufgezeigt, dass in vielen Biologieschulbüchern für die
Sekundarstufen jedoch teilweise erhebliche fachliche Fehler enthalten sind.
Eine Anleitung zur Präparation von Bakterien aus Joghurt
Verfasser: Dr. Ulrich Gross, Zerebrovaskulares Forschungslabor, Klinik für Neurochirurgie
der Johann-Wolfgang-Goethe- Univeristät, Schleusenweg 2 - 16, 60528 Frankfurt am Main,
[email protected]
Die gesellschaftliche Relevanz von Sauermilcherzeugnissen liegt in der beträchtlichen
Bedeutung dieser Produkte für die menschliche Ernährung. Diese Lebensmittel werden
durch den mikrobiellen Prozess der Milchsäuregärung erzeugt. Die vorliegende Arbeit
beschreibt eine leicht zu handhabende Methode, Milchsäurebakterien aus Joghurt zu
präparieren.
Zur Entwicklung von Vereinfachungsreihen
Verfasser: Dr. Susanne Brezmann, Saseler Kamp 96a, 22396 Hamburg
Im vorliegenden Beitrag werden Vereinfachungsreihen zum Stoff- und Energiewechsel der
Pflanzen für die Sekundarstufe I vorgestellt. Dabei werden Vorschläge zur unterrichtlichen
Nutzung unterbreitet.
Besprechungen
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Zu guter Letzt
Standpunkte
Esoterik im Vormarsch - Naturwissenschaftsunterricht versagt?!
Verfasser: Karl-Heinz Berck
Vom Kernmodell zur Atombombe
Verfasser: Dr. Michael Schaaf, Faculty of Science, University of Cape Town, Rondebosch
7700, South Africa, [email protected]
Am 5. Dezember 2001 wäre WERNER HEISENBERG 100 Jahre alt geworden. Die
Bedeutung seines Schaffens reicht weit über die Begründung der Quantenmechanik und die
Formulierung der Unschärferelation hinaus. Insbesondere sein Mitwirken am geheimen
deutschen Uranforschungsprogramm während des Zweiten Weltkriegs ist immer wieder
Anlass heftiger Kontroversen. Im folgenden Beitrag wird versucht, HEISENBERGs Verhalten
während des Dritten Reiches näher zu beleuchten und dem Mythos von der deutschen
Atombombe auf die Spur zu kommen.
Schulpraxis
Rangsummenverteilung mithilfe einer Tabellenkalkulation
[email protected]
Der Rangtest von WILCOXON gehört mit zu den einfachsten, aber wirkungsvollsten
Testverfahren der Beurteilenden Statistik. Betrachtet werden dabei zwei unabhängige
Teilstichproben vom Umfang n1 bzw. n2 in denen ein quantitatives oder skaliertes Merkmal
untersucht wird. Aufgrund der Anforderung der Ergebnisse aus den Teilstichproben kann
dann eventuell entschieden werden, ob zwischen den Teilchstichproben signifikante
Unterschiede zu erkennen sind oder nicht. Die aufwändigen Rechnungen lassen sich relativ
leicht mithilfe einer Tabellenkalkulation durchführen, so dass eine Behandlung im
Stochastikunterricht möglich erscheint.
Mathematische Modellbildung unter Einsatz eines CAS1
Verfasser: StD Gerhard Brune, Karlstr. 23 a, 38259 Salzgitter, [email protected]
Mit einem Computer-Algebra-System lassen sich umfangreiche Problemstellungen mit
realitätsnahem Datenmaterial überzeugend bearbeiten. Dabei steht nicht die Arbeit mit der
Maschine im Vordergrund, sondern die mathematische Modellbildung und die Entwicklung
von Lösungsstrategien.
Flotte Kurven
Verfasser: Ilka Bowitz, Peckelsheimer Weg 29, 33100 Paderborn, [email protected]; Dr.
Hauke Friedrich, FB 17, Universität Paderborn, Warburger Str. 100, 33098 Paderborn,
[email protected]
Spiele für den Mathematikunterricht der Primarstufe und auch der Sekundarstufe I sind
mittlerweile viele zu finden, für die Oberstufe allerdings gibt es kaum welche. Hier soll nun
ein selbstentwickeltes Spiel für den Analysisunterricht vorgestellt werden. Die
mathematische Grundlage unseres Spiels ist die bekannte Idee des grafischen
Differenzierens und Integrierens. In einer vereinfachten Variante kann man das Spiel auch
auf das Differenzieren (oder Integrieren) beschränken.
Sensor - Interface - Grafiktaschenrechner: Das MBL im Physikunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Barbara Pecori, [email protected]; Prof. Dr. Giacomo Torzo,
[email protected]; Giovanni Pezzi, Ottavia Foà, Anna Rambelli, Mirella Rafanelli, Maria
Rita Rizzo
In den letzten Jahren wurden von einigen AIF-Mitgliedern Experimente entwickelt, die auf
der Benutzung von Online-Datenerfassungssystemen beruhen. Die Experimente sind
sowohl in der Sekundarstufe II als auch in der Hochschule einsetzbar. Dabei wurden
insbesondere die Möglichkeiten von "tragbaren" Geräten ausgenutzt, d. h. Systemen mit
eingebauter Energieversorgung, kleinen Abmessungen und geringem Gewicht, die auch
außerhalb der traditionellen Fachräume eingesetzt werden können, also auch im Freien. Im
Folgenden haben wir einen Teil dieser Arbeiten zusammengestellt, wobei
Experimentgruppen aus drei verschiedenen physikalischen Bereichen ausgewählt wurden Mechanik, Thermodynamik und Elektromagnetismus -, so dass die Gründe dafür zu
erkennen sind, dass der Einsatz von MBL-Systemen (Microcomputer Based Laboratory) im
Physikunterricht besonders ergiebig ist.
Untersuchung von Lebensmitteln in der Jahrgangsstufe 7
Verfasser: PD Dr. Rebekka Heimann, Universität Münster, Institut für Didaktik der Chemie,
Fliednerstr. 21, 48149 Münster, [email protected]
Für eine naturwissenschaftliche Denk- und Handlungskompetenz, aber auch für ein rein
inhaltliches chemisches Verständnis ist eine hinreichende Ausprägung allgemeiner kognitiver
Fähigkeiten notwendig. Dass es Defizite im Hinblick auf vollständiges, integrierendes
Schlussfolgern gibt, hat eine in einem früheren Beitrag dargestellte Untersuchung zum
Auswerten analytischer Beobachtungen gezeigt. Es soll nun eine in einen biologischen
Kontext eingebettete Unterrichtseinheit für den Chemieanfangsunterricht vorgestellt werden,
in der solche Fähigkeiten gezielt gefördert werden können.
"Springschwimmen" bei Delfinen
Verfasser: Dr. Michael Reck, Klettgau-Gymnasium, 79761 Waldshut-Tiengen,
[email protected]
Mittels einer einfachen Modellvorstellung werden physikalische Aspekte des
"Springschwimmens" bei Delfinen dargestellt. Dabei wird der Frage nachgegangen, ob
dieser Schwimmstil auch bewegungsökonomische Vorteile bietet.
Analytische Geometrie - schlicht und natürlich
Verfasser: StR Dr. Hinrich Lorenzen, Ziegelei 3, 24214 Gettorf, [email protected]
Der Beitrag stellt eine Grobkonzeption für einen alternativen Aufbau der Analytischen
Geometrie vor. Diese Konzeption ist deswegen schlicht und natürlich, da als Grundobjekte
der Theorie ausschließlich Punkte gewählt wurden.
Embryonale Stammzelltherapie im Biologieunterricht
Technik und des Sachunterrichts, Universität Hamburg, Von-Melle Park 8, 20245 Hamburg,
[email protected]
Die jüngsten Entwicklungen auf dem Gebiet der Zell- und Molekularbiologie ermöglichen es,
menschliche embryonale Stammzellen in Kultur zu halten. Erstmals ist es dadurch möglich
geworden, die weitgehend unverstandenen komplexen Prozesse der Gewebedifferenzierung
und Organbildung in vitro zu beobachten und zu beeinflussen. Es wird erwartet, dass die
Ergebnisse der Forschung an menschlichen embryonalen Stammzellen in absehbarer
Zukunft genutzt werden können, um Wege zur Heilung schwerwiegender Krankheiten
aufzuweisen. Jedoch ist der Umgang mit embryonalen Stammzellen verbunden mit
gewichtigen ethischen Fragen, die in unserer Gesellschaft kontrovers beantwortet werden.
Im Vordergrund steht dabei die zentrale Frage nach dem moralischen Status früher
menschlicher Embryonen. Unterschiedliche ethische Positionen und Argumente, die in der
aktuellen Debatte um die ethische Vertretbarkeit der embryonalen Stammzelltherapie
genannt werden, sollen in dem vorliegenden Beitrag betrachtet und reflektiert werden.
Variationen zu einem Millionenthema
Verfasser: Dr. Franz-Josef Heiszler, Dr.-Stefan-Billinger-Str. 4, 94036 Passau,
[email protected]
Durch die Publikation von Heike Nikkel "Wer wird Millionär - Eine etwas andere
Wiederholungsstunde" wurde ich zu folgender Überlegung angeregt: Das Quizverfahren, das
in der Spielshow angewandt wird, stellt im Prinzip eine Variante des Multiple-Choice-Tests
dar. Damit sind auch die Einsatzfelder umrissen, in denen dieses Verfahren angewandt
werden kann. Auch muss klar sein, dass es auch Prüfungen und Aufgabenteile geben muss,
in denen die Schüler in freier Formulierung saubere Argumentationsketten niederschreiben
oder das Für und Wider von Theorien abwägen. Dennoch bieten sich einige Einsatzfelder für
diese Fragemethode an; ich habe in den letzten eineinhalb Jahren dazu einige Versuche
gemacht, die ich kurz vor- und zur Diskussion stellen möchte.
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Wie geht das eigentlich?
Standpunkte
Blicke nach Europa, weshalb?
Der naturwissenschaftliche Unterricht in der Sekundarstufe einiger europäischer
Länder
Verfasser: Aureli Caamano, Josep Corominas, Ottheinrich Düll, Jacques Furnemont, Josette
Maurel, Raymonde Mouton-Lejeune, Silvia Pugliese Jona, Bernd Ralle, Monique Schwob,
Rita Serafini, Jacqueline Tinnes
Einige der wichtigsten Merkmale des naturwissenschaftlichen Unterrichts in der
Sekundarstufe der Schulsysteme der Staaten Belgien, Deutschland, Frankreich, Italien und
Spanien mit Katalonien werden vorgestellt. Näher betrachtet werden die angebotenen
Fächer, die Anzahl der Wochenstunden, die Wahlmöglichkeiten, die Bedingungen für
experimentelles Arbeiten, die Entwicklungen bei Schulbüchern und didaktischen Quellen.
Angesprochen werden auch die Umgestaltung der naturwissenschaftlichen
Lehrerausbildung und die Schwierigkeiten, die bei den überall in Gang befindlichen
Reformen auftreten.
Schulpraxis
Der Stein von Rosette für den genetischen Code
Verfasser: Prof. Amand A. Lucas, FUNDP, Physics Department, 61, rue de Bruxelles, 5000
Namur, Belgien, [email protected]
Seit dem großen Kulturschock durch die Wiederentdeckung der alten ägyptischen Kultur ist
der Stein von Rosette ein bedeutendes Symbol für alle Arten der Decordierung. Der erste
wissenschaftliche Versuch, die Hieroglyphen des Steins zu übersetzen, wurde von dem
genialen englischen Mediziner, Sprachwissenschaftler und Physiker Thomas Young
gemacht. In diesem Beitrag beginnt unser historischer Abriss mit der "Decodierung" der
Wellennatur des Lichts durch Young im Jahre 1803 und gipfelt in der 150 Jahre späteren
Decodierung der in der Doppelhelix-Struktur des Desoxyribonukleinsäure geschriebenen
genetischen Sprache. Im zweiten Teil des Beitrags werden optische Beugungsexperimente
mit einem einfachen Laserpointer und speziell dafür gezeichneten Beugungsgittern
ausführlich dargestellt, um zu verstehen, wie die Röntgenstrahlbeugung an einer DNS-Faser
dazu beiträgt, die Struktur des bedeutendsten Moleküls des Lebens zu entschlüsseln.
Die Dicke einer Seifenblase
Verfasser: Vittorio Zanetti, Institut für Physik, Universität Trento, Via Sommarive 14, 38050
Povo (Trento), [email protected]
Das Messen der Dicke einer Seifenblase ist ein reizvolles Problem, das zumindest
näherungsweise durch Verwendung von Waagen mit einer Empfindlichkeit von 0,01 g gelöst
werden kann. Dabei müssen Schüler ihre Erfindungsgabe einsetzen.
Isolatoren und Leiter in elektrostatischen Versuchen
Verfasser: Dr. Adolf Cortel Ortuno, IES El Cairat, Gorgoncana 1, 08292 Esparreguera,
Barcelona, [email protected]
In diesem Aufsatz sollen Probleme erörtert werden, die mit dem Gebrauch traditioneller
Materialien in elektrostatischen Versuchen zusammenhängen, und es sollen einfache
Lösungen vorgeschlagen werden, die aus der Verwendung modernerer Materialien und den
Kenntnissen abgeleitet wurden, die man von den Eigenschaften elektrischer Felder und von
Potenzialen besitzt. Letztlich ist beabsichtigt, die Durchführung von solchen Experimenten
anzuregen, die ein besseres Verständnis dieses wichtigen Gebietes der Physik ermöglichen.
Die Sache mit der Sonnenblume - oder: Der Sonne nach
Verfasser: Pierre-Jean Marty, Nadine Charles, Jacques Charles, Jycée Ronsard, F-41100
Vendôme.
Es soll ein Schaltkreis gebaut werden, der sich wie die Sonnenblumen nach dem Lauf der
Sonne ausrichtet. In Verbindung z. B. mit Sonnenkollektoren ermöglicht es der Schaltkreis,
die Sonnenenergie besser zu nutzen. Die vorgeschlagene Vorrichtung wurde im Rahmen
des Wahlpflichtfachs "Experimentelle Naturwissenschaften" in der "première S" (der
vorletzten Jahrgangsstufe des naturwissenschaftlichen Zweigs, Red.) gebaut, sie kann aber
ebenso im Rahmen der künftig verbindlichen (inzwischen eingeführten, Red.) TPE
eingesetzt werden, denn sie besitzt multidisziplinären Charakter. Tatsächlich werden wir
sehen, dass eine Parallele zur Biologie und insbesondere zur Reizbildung und -verarbeitung
gezogen werden kann. Dies kann sich zur Einführung in die aktuelle Forschung über
künstliche Intelligenz eignen.
Herleitung der Pyramidenvolumenformel durch Prismenzerschneidung
Verfasser: Dr. Matthias Ludwig, Winterleitenweg 12, 97082 Würzburg, [email protected]
Vorgestellt wird eine Herleitung der Volumenformel für Pyramiden durch Zerlegung eines
Pismas. Verwendet werden Eigenschaften von Ähnlichkeitsabbildungen, insbesondere dass
sich bei einer Ähnlichkeitsabbildung mit dem Streckfaktor k das Volumen um den Faktor |k|3
ändert.
Kalk, hartes Wasser, Enthärter und Entkalker
Verfasser: Prof. René Cahay, Université de Liège, Didactique de la Chimie, B6, B-4000
Liège, [email protected]; René Linard, Raymonde Mouton, Arnaud Dumont
Es wird eine Schülerübung vorgestellt, die Gelegenheit geben will, etwas über Bildung und
einige Auswirkungen harten Wassers zu erfahren, zwei Verfahren zur Verhinderung von
Kalkablagerungen kennen zu lernen (Zeolithe und Ionenaustauscherharze) und
verschiedene Handelsprodukte zur Enthärtung des Wassers miteinander zu vergleichen.
PISA und was nun? Anmerkungen aus der Sicht eines Lehrers
Verfasser: StR Dr. Christian Fruböse, Am Trimmelter Hof 24, 54296 Trier
Die Ergebnisse der PISA-Studie für Deutschland werden zusammengefasst und hinterfragt.
Insbesondere werden das deutsche Resultat mit den Ergebnissen der anderen
deutschsprachigen Länder u. a. vor dem Hintergrund der Migrantenproblematik verglichen
und mögliche Gründe für das hervorragende Ergebnis der angloamerikanischen Staaten
beleuchtet. Aus der Sicht eines praktisch tätigen Gymnasiallehrers werden einige
Verbesserungsvorschläge zur Diskussion gestellt.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Die zweite Kränkung - Nach TIMSS nun PISA
Verfasser: Erwin Schorr
Die Präzessionssternkarte
Verfasser: StR i. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam
Neben der Rotation und Revolution gibt es noch eine dritte Bewegung unserer Erde, die nur
selten erwähnt wird und wegen ihrer Langfristigkeit keine Veränderungen erkennen lässt. Es
ist dies die kreiselnde Bewegung der Erdachse, die Präzessionsbewegung. Für uns
erscheint der Sternhimmel in seinem täglichen und jahreszeitlichen Rhythmus
unveränderlich. Kosmisch gesehen, trifft dies jedoch nicht mehr zu. Der uns vertraute
Sternhimmel mit seinen Koordinaten verändert sich im Laufe seiner Kreiselbewegung. Diese
beachtlichen Veränderungen zu erleben, sind uns nicht vergönnt. Man sie aber mittels der
Präzessionssternkarte anschaulich darstellen un die langfristigen Veränderungen in unserer
Vorstellung gleichsam miterleben.
Schulpraxis
Ein permanent schwingendes Foucault-Pendel für Schulen
Verfasser: Prof. Dr. Roland Szostak, Am Roggenkamp 23, 48165 Münster
Ein Foucault-Pendel, das den ganzen Tag läuft und anschaulich die Erdrotation erlebbar
macht, ist ein ideales Mittel, um als eine Art Gesprächscenter an einem Tag der Offenen Tür
allgemeines Interesse an Physik zu wecken und zugleich mit den Eltern der Schüler über
das Lehren von Physik ins Gespräch zu kommen. die Fragestellung, die das FoucaultPendel experimentell in anschaulicher Weise beantwortet, wird im Grundsatz sehr schnell
verstanden. Ein solches Pendel muss gemeinsam mit den Schülern leicht installierbar sein
und zuverlässig laufen. Ein schulgerechtes Pendel, das diese Bedingungen erfüllt und bei
normaler Zimmerhöhe arbeitet, wird hier im Folgenden beschrieben.
Die Messung der Astronomischen Einheit nach EDMOND HALLEY
Verfasser: OStD a. D. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Str. 4, 21614 Buxtehude,
[email protected]
Aufruf zu einem weltumspannenden Unterrichtsprojekt
Verhaltensbeobachtung in der Schule
Verfasser: Christoph Randler, Conrad-Rotenburger-Str. 3, 74321 Bietigheim,
[email protected]
Ethologie wird im Biologieunterricht bisher im klassischen, meist deskriptiven Sinne
behandelt, neue Methoden werden kaum berücksichtigt, ebenso wenig die neuesten
Forschungen der aufstrebenden Disziplin "Soziobiologie". Im Freiland sollen die
Schülerinnen und Schüler einfache Beobachtungen durchführen, zumeist ohne vorherige
Reflexion und oft mit unzulänglichen Beobachtungsaufgaben. Dieses Beispiel zeigt, wie
Verhaltensökologie mit wissenschaftlichen Methoden in der Schule dennoch einfach
umgesetzt werden kann.
Was ist eigentlich eine chemische Reaktion?
Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Gabriele Leerhoff, StR Jens Möllering, Universität Dortmund,
Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected];
Für den Chemieanfangsunterricht werden unterschiedliche Wege zur Einführung des
Begriffes der chemischen Reaktion vorgeschlagen. Ausgehend von einer Analyse
ausgewählter Schulbücher werden diese Ansätze vor dem Hintergrund fachlicher und
didaktischer Überlegungen sowie vorliegender Erkenntnisse über Schülervorstellungen
diskutiert. Diesen wird eine alternative Definition auf Teilchenebene und ein Vorschlag zu
deren Umsetzung im Chemieunterricht gegenübergestellt.
Video- und Computertechnik im Biologieunterricht
Verfasser: Wolfgang Weiershausen, [email protected]; Prof. Dr. Dittmar
Graf, FB 3, Universität Dortmund, 44221 Dortmund, [email protected]
Moderne Bildverarbeitungsgeräte in Verbindung mit einem PC bieten einige technische
Möglichkeiten, die auch für den Biologieunterricht von hohem Interesse sein können. Anhand
von zwei Beispielen wird dies verdeutlicht.
Analysis unterm Regenbogen
Verfasser: OStR Friedrich Wilhelm Dustmann, Ypernstr. 154, 57072 Siegen,
[email protected]
Die Strahlenoptik bietet einige interessante Anwedungen für Extremwertuntersuchungen, wie
sie im Rahmen des Analysisunterrichts durchgeführt werden. Damit kann das Einerlei der
Flächen- und Volumenoptimierung, das sonst in diesem Themenbereich vorherrscht, etwas
aufgelockert werden.
Computerunterstützte Behandlung analytisch-geometrischer Aufgaben im IE3
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, Fakultät III, Mathematik/Informatik, Institut für
Bildungsinformatik PH - Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten, http://www.matheschumann.de, [email protected]
Erfahrungsgemäß haben viele Schüler und Schülerinnen der Sekundarstufe II
Schwierigkeiten, sich die Aufgabenstellung, den Lösungsweg und die Lösung einer
analytisch-geometrischen Aufgabe im IE3 räumlich vorzustellen. Geeignete menügesteuerte
3-D-Grafiksysteme, z. B. das DreiGeo, können diesem Mangel abhelfen und zudem das in
den Lehrplänen geforderte Üben der Raumvorstellungsfähigkeit unterstützen.
Schülervorstellungen im Umfeld von Batterie und Redox-Reaktion - Teil 2
Verfasser: Prof. Dr. Elke Sumfleth, Dr. Rüdiger Tiemann, Universität Essen, Fachbereich
Chemie, Institut für Didaktik der Chemie, Schützenbahn 70, 45127 Essen,
[email protected]
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Bewegung in der Lehrerbildung
Schulpraxis
Freihandversuche zur Messung der Lichtgeschwindigkeit in optischen Medien
Energieniveaus und Orbitale
Verfasser: Dr. Josef Küblbeck, Neckarstr. 12, 74379 Ingersheim, [email protected]
Ein Atommodell, das mit den Grundzügen der Quantenphysik konsistent sein soll, kommt
heutzutage ohne Schrödingergleichung nicht aus. In diesem Artikel wird ein erprobter
Unterrichtsgang vorgestellt, in dessen Verlauf die zeitunabhängige Schrödingergleichung für
immer schwierigere Potentiale intuitiv gelöst wird, bevor die Energieniveaus und die
Wahrscheinlichkeitsverteilungen mit Computerhilfe exakt bestimmt werden.
Wissenschaftspropädeutik mit Knetmasse und Tapetenkleister in Klasse 7
Verfasser: PD Dr. D.-Ch. Neugebauer, Gesamtschule Berger Feld, Adenauer Allee 110,
45891 Gelsenkirchen
Die kritische Beurteilung von Messdaten und Bedingungen ihrer Gewinnung werden in
Schulbüchern kaum thematisiert, obwohl dies eine nicht nur für naturwissenschaftliche
Erkenntnisgewinnung grundlegende Fähigkeit ist. Durch einfache Versuchsmaterialien und
ein einfaches Messverfahren erfahren die Schüler die Bedeutung sorgfältigen
Experimentierens, formulieren im forschend-entwickelnden Unterrichtsverfahren Kriterien für
die Gewinnung valider Messdaten und lernen Einzelmesswerte einer Reihe kritisch zu
beurteilen. Der Kompetenzzuwachs zeigte sich im spontanen Transfer der sachlich
begründeten Kritik am experimentellen Design und den quantitativen Ergebnissen in sich
anschließenden Unterrichtsreihen.
Geometrisches Wurzelziehen mit dem Heron-Verfahren
Verfasser: Prof. Dr. Benno Artmann, Pastor Sander Bogen 66, 37083 Göttingen,
[email protected]; Dr. Hermann Puhlmann, Friedhofstraße 29, 63263 NeuIsenburg, [email protected]
Zwei Regeln für die Teilbarkeit durch Zahlen mit der Einerziffer 1 oder 7
In Ergänzung zu den in [1] dargestellten Teilbarkeitsregeln für Divisoren mit der Einerziffer 9
oder 3 werden je zwei analoge Kriterien für Divisoren mit der Einerziffer 1 oder 7 dargelegt.
Die strukturgleichen Regeln bieten im Prinzip die Möglichkeit, die Teilbarkeit für beliebige
Divisoren zu untersuchen.
Schmiegeparabel - vom Fall um die Erde herum
Verfasser: StD Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Chrsitian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden
Die Näherung eines Kreises in einem Punkt durch eine Parabel liefert eine mathematische
Lösung der Frage, welche Geschwindigkeit ein Satellit auf einer Umlaufbahn um die Erde
haben muss. Zugleich kann man den Beginn der Reihenentwicklung nach Taylor
veranschaulichen.
Mind Mapping im Mathematikunterricht
Verfasser: StRin Astrid Brinkmann, Leckingser Str. 149, 58640 Iserlohn,
[email protected]
Mind Mapping ist eine kreative Denk- und Schreibtechnik, mit der die
Gesamtzusammenhänge zu einem Thema in einem einzigen Bild, genauer einem
einzigartigen Kunstwerk, aufgezeichnet werden. Sie ermöglicht es, unter besonderer
Berücksichtigung der Funktionsweise unseres Gehirns, Informationen festzuhalten und
abzurufen. In diesem Beitrag wird die Technik des Mind Mapping vorgestellt und ihre
besondere Eignung speziell für einen Einsatz im Mathematikunterricht aufgezeigt. Mind
Mapping erweist sich im Hinblick auf eine Steigerung der Lernleistung von Schülern als sehr
effizient und stellt dabei eine willkommene und angenehme Abwechslung im Unterricht dar.
Cyclodextrine - "Molekulare Zuckertüten" mit Wachstumspotenzial
Verfasser: Dr. Martin Gröger, Technische Universität Chemnitz, Institut für Chemie, Straße
der Nationen 62, 09111 Chemnitz, [email protected]; Andreas Woyke,
Doktorand in der Arbeitsgruppe Didaktik der Chemie von Prof. Dr. Volker Scharf an der
Universität Siegen; Eva Katharina Kretzer, Studentin
Die Stoffgruppe der Cyclodextrine wird in den letzten Jahren nicht nur wissenschaftlich
intensiv erforscht, die Forschungsergebnisse zeitigen inzwischen auch eine Reihe konkreter
Anwendungen. Der Artikel stellt theoretische Grundlagen zu Namen, Gewinnung, Struktur
und Eigenschaften der Cyclodextrine sowie ausgewählte Anwendungsbezüge vor. Im
experimentellen teil finden sich einige einfache Versuche, die im Unterricht der
Sekundarstufe II in einer Reihe über Cyclodextrine zur Vertiefung und Übung dem
Themengebiet "Kohlenhydrate" angeschlossen werden können.
Die astronomische Uhr in St. Marien zu Rostock
Verfasser: Dr. Helga Knopf, Uferpromenade 5, 18147 Rostock, [email protected]; Ingolf
Söllig, Warener Straße 42. 18109 Rostock; Konstantin Wehrhahn, Hamburger Str. 59, 18069
Rostock; Juliane Helke, Hermannstr. 19, 18055 Rostock; Prof. Dr. Hans Erich Riedel, An der
Alten Molkerei 11, 18107 Elmenhorst, [email protected]
Der Beitrag berichtet über eine Arbeit, die im Rahmen des Bundeswettbewerbs Jugend
forscht 2000 angefertigt wurde. Für diese Arbeit erhielten die Schüler den Sonderpreis des
Bundeskanzlers. Durch den Jahrtausendwechsel und die damit verbundene Thematisierung
von Zeit in den Medien wurden die Schüler auf ein besonderes Kulturgut ihrer Heimatstadt
Rostock aufmerksam. Die astronomische Uhr in der St.-Marien-Kirche gehört zu einer Reihe
monumentaler Großuhren im hansischen Raum (Lübeck, Danzig, Lund etc.) und ist die
älteste voll funktionstüchtige Uhr, deren Werke seit ihrer Erschaffung 1472 im Wesentlichen
unverändert blieben. Sie ist damit ein Stück Zeitgeschichte.
Neurobiologische Grundlagen der Sucht
Verfasser: Prof. Dr. Werner J. Schmidt, Zoologisches Institut, Neuropharmakologie,
Universität Tübingen, Mohlstr. 54/1, 72074 Tübingen, [email protected]
Suchtmittel greifen in den Übertragungsmechanismus der chemsichen Synapsen ein. Auf
diese Weise aktivieren sie, direkt (über Stimulation) oder indirekt (über Enthemmung), das
Belohnungssystem des Gehirns. Sucht ist nicht das Ergebnis einer passiven
Suchtmittelexposition, Sucht wird erlernt. Die Besonderheiten dieser Lernform sind, dass sie
zum Kontrollverlust führen kann und dass sie sehr stabil gegen Extinktion ist. Rückfälle in die
Sucht, die häufig nach langen Phasen der Abstinenz und lange nach Abklingen der
körperlichen Entzugssymptome auftreten können, werden häufig durch
"Drogenhinweisreize" ausgelöst. Dies sind Umweltreize, die mit der Suchtmittelwirkung
assoziiert wurden.
Werkstattblatt
Allgemeinbildungstest
Verfasser: Raphaela Sonntag, Malteserstr. 19, 53115 Bonn, [email protected]; Dr.
Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln, [email protected]
"Sind Deutschlands Schüler fit für die Zukunft? Der STERN (Heft 4 1999, Abb. 1) wollte
wissen, wie es um die Allgemeinbildung der Jugend steht. Das Ergebnis ist alarmierend.
Experten fordern eine Bildungsreform".
Aufgaben für die Mittelstufe
(2p + 1) - Zahlen
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Str. 15 a, 92648 Vohenstrauß
Primzahlen sind natürliche Zahlen, die größer als 1 sind und genau zwei Teiler haben,
nämlich die 1 und sich selbst. Verdoppelt man eine Primzahl p und addiert 1, so erhält man
(2p + 1)-Zahlen. Solche (2p + 1)-Zahlen, die selbst wieder Primzahlen sind, heißen SOPHIE
GERMAIN-Primzahlen. Unter den ersten 25 Primzahlen gibt es zehn solcher Primzahlen,
das sind 40 %. Die Dichte dieser Primzahlen nimmt bei größeren Primzahlen ab. Ob es
unendlich viele SOPIE GERMAIN-Primzahlen gibt, ist noch ungeklärt.
Schülervorstellungen im Umfeld von Batterie und Redox-Reaktion
Verfasser: Prof. Dr. E. Sumfleth, Dr. Rüdiger Tiemann, Universität Essen, Fachbereich
Chemie, Institut für Didaktik der Chemie, Schützenbahn 70, 45127 Essen,
[email protected]
Die Bedeutung von Schülervorstellungen für das fachliche Lernen ist weitgehend
unbestritten. Um so wichtigerist die Feststellung, dass die Erhebungsmethoden die
Ergebnisse mit beeinflussen. In einem aktuellen Forschungsprojekt [1] werden die
herkömmlichen Concept Mapping Verfahren durch die Vorgabe von zwei Bildern und die
Benutzung eigener Begriffe ersetzt [2, 3]. In dem vorliegenden Artikel werden die durch die
Bilder provozierten Schüleraussagen zu Batterie und Redox-Reaktion qualitativ interpretiert
und Denkrichtungen der Lernenden aufgezeigt.
Besprechungen
Bücher
Zu guter Letzt
2001 (Jahrgang 54)
Standpunkte
Begabtenförderung im Fach Mathematik
Verfasser: Inge Hachtel
Vom Polarisationsschatten
Verfasser: Dipl.-Phys. Johannes Grebe, Pfalzburger Str. 83, 10719 Berlin,
[email protected]
Wir kennen die Entstehung von Polarisation durch Reflexion; die atmosphärische
Polarisation des Himmels ist ebenfalls bekannt. Im Zusammenwirken dieser Effekte zeigt
sich ein überraschendes Phänomen: der Polarisationsschatten.
Schulpraxis
Anmerkungen zum logistischen Wachstum
Verfasser: Dr. Karl Reichmann, Pommernstraße 4, 79395 Neuenburg,
[email protected]
Viele Wachstumsvorgänge in der Natur lassen sich in guter Näherung durch das
Anfangswertproblem:
y(0) = a; y' = k • y (S-y) (1)
beschreiben. So z. B. die Ausbreitung von Infektionskrankheiten, das Wachstum gewisser
Tumore, das Längenwachstum von Bäumen und ähnliche Vorgänge. Die Lösung dieses
Anfangswertproblems lautet
y(t) = (S • a) : a + (S – a) • e-k•S•t / (2)
Im Analysisunterricht kann das logistische Wachstum als Modellproblem für
Differenzialgleichungen betrachtet werden, mit dem man neue Einsichten gewinnen kann:
Der Fehler, der bei der numerischen Lösung von Anfangswertproblemen mit dem EulerVerfahren entsteht, sowie die sensible Abhängigkeit der Lösung einer Differenzialgleichung
von Störungen der Anfangswerte sind Fragestellungen, die am Beispiel des logistischen
Wachstums exemplarisch entwickelt werden können.
Welche handwerklichen Rechenkompetenzen sind im CAS-Zeitalter unverzichtbar?
Verfasser: Prof. Dr. Wilfried Herget, Universität Halle-Wittenberg, FB Mathematik und
Informatik, Didaktik der Mathematik, 06099 Halle, [email protected]; Dr.
Helmut Heugl, TU Wien, [email protected]; Dr. Bernd Kutzler, [email protected]; StD
Eberhard Lehmann, [email protected]
Wir gehen der Frage nach, welche handwerklichen Rechenfertigkeiten trotz der
Verfügbarkeit algebraischer Taschenrechner und Computer mit Computer-algebra-Systemen
(CAS) unverzichtbar sind: Was sollte auch in Zukunft jede Schülerin und jeder Schüler noch
"per Hand", d. h. allein mit Schreibstift und Papier, können? Dieser Text entstand in einer
zweitägigen Diskussion der vier Autoren zu diesem Thema, ergänzt und überarbeitet
aufgrund der Rückmeldungen verschiedener Kolleginnen und Kollegen. Das vorliegende
Ergebnis ist sicherlich eine Herausforderung - wir möchten damit zu einer breiten Diskussion
über im Mathematikunterricht zu vermittelnde unverzichtbare, dauerhaft verfügbare
Rechenkompetenzen beitragen bzw. eine solche in Gang setzen.
Physikalische Eigenzustände
Verfasser: Dr. Jürgen Petri, Universität Bremen, Postfach 330440, 28334 Bremen,
[email protected]; Prof. Dr. Hans Niedderer, Universität Bremen, Postfach
330440, 28334 Bremen, [email protected]
Der im Hinblick auf die Unterscheidung von klassischer Phyisk und Quantenphysik
wesentliche Zustandsbegriff kann in der Sekundarstufe II am Beispiel von Eigenzuständen
eines schwingenden Seils formal und anschaulich eingeführt werden. Bei einer inhomogener
Massenverteilung des Seils sind seine Eigenzustände eine in ihrer theoretischen
Behandlung für die Schule bereits relativ anspruchsvolle Problemstellung. Sie kann mit Hilfe
von Modellbildungssoftware am PC mit einem hohen Anteil an Schüleraktivitä bearbeitet
werden. Der Beitrag stellt zusammen mit der Beschreibung und Bestimmung der
Eigenzustände des Seils grundlegende Funktionen und Arbeitsschritte der
gleichungsorientierten Modellbildungssoftware MODELLUS vor.
Zahlenangaben physikalischer Größen im Unterricht
Verfasser: Prof. Dr .Werner R. Theis, Marienbader Str. 12, 14199 Berlin, [email protected]
Es werden Vorschläge zu einer einheitlichen Behandlung von Zahlenangaben im Unterricht
gemacht. Insbesondere wird eine konsequente Schreibweise von Näherungswerten unter
Zuhilfenahme von geeigneten Einheiten und unter Verwendung von Zehnerpotenzen
empfohlen, die schon in der Sekundarstufe I an konkreten Fällen eingeführt werden kann.
Der Unterschied zwischen Ideal- oder Sollwerten und empirischen Werten wird betont.
Faustregeln für das Rechnen mit Näherungswerten werden mitgeteilt. Die verschiedenen
Bedeutungen des Gleichheitszeichens sowie die Behandlung von Parametern in "exakten"
physikalischen Gesetzen werden erörtert. Größenordnungen werden wegen der
Veranschaulichung eines Sachverhaltes und zur Einübung von Rechenkontrollen behandelt.
Untersuchungen des Zigarettenrauches mit schulgeeigneten Mitteln
Verfasser: Dr. Christoph Mayer, TU Braunschweig, Fachbereich für Geistes- und
Erziehungswissenschaften, Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften, Abteilung
Chemie und Chemiedidaktik, Pockelstr. 11, 38106 Braunschweig
Die Untersuchung des Zigarettenrauchs wird in dieser Arbeit mit Schwerpunkt auf die
Behandlung in der Sekundarstufe I beschrieben und für die S II erweitert. Es wird eine selbst
konstruierte Abrauchmaschine vorgestellt, mit der unter reproduzierbaren Bedingungen
Zigaretten zum Zweck der Rauchanalyse abgeraucht werden können. Ausgehend von
einfachen qualitativen Untersuchungen der Rauchinhaltsstoffe wird die quantitative
Bestimmung von Kondensat-Stickstoffoxid- und Aldehydgehalt mit Farbreihen beschrieben.
Diese einfache Analysenmethode ermöglicht erst die quantitative Behandlung in der
Mittelstufe, da sie ohne theoretische Vorkenntnisse und ohne großen apparativen Aufwand
zu bewältigen ist. Durch selbsttätigen Umgang mit dem Zigarettenrauch wird eine
persönliche Betroffenheit der Schüler erzeugt. Die Arbeit ist damit auch ein Beitrag zur
Rauchprävention.
Standortmodifikationen beim Löwenzahn
Das in den meisten Schulbüchern beschriebene Experiment zum Einfluss der Umwelt auf
das Wachstum und die Merkmalsausprägung beim Löwenzahn (Taraxacum officinale) lässt
sich in leicht veränderter Form in den Grünanlagen der meisten Schulen praktisch
nachvollziehen. Die aus der ersten Untersuchung erhaltenen Ergebnisse führen in der
zweiten Phase der Experimente zu wichtigen Erkenntnissen über den Zusammenhang
zwischen Mikroklima und Biotop.
Zur Beliebtheit eines integrierten Fachs "Naturwissenschaften" - Bericht aus der
Praxis Verfasser: StR Dr. Frank Jürgensen und StR Dr. Matthias Schieber, Integrierte
Gesamtschule Wedel, Rosengarten 18, 22880 Wedel
Wir berichten von Lehrer- und Schülerurteilen, wie sie an der IGS Wedel nach mehrjähriger
Erfahrung vorzufinden sind. Dieser Bericht ist authentisch aber gleichwohl weder umfassend
noch pauschal generalisierbar. Viel hängt sicher vom Geist und Klima in Kollegium und
Schule insgesamt ab. Wenn unsere Erfahrungen, insbesondere auch die Urteile der Schüler,
den einen oder anderen überraschen und nachdenklich machen, so hat sich die Mühe schon
gelohnt.
Lernen mit Beispielaufgaben in Biologie und Physik
Verfasser: Dr. Angela Kross, Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften, Universität
Kiel, Abteilung Biologiedidaktik, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]; Prof.
Dr. Gunter Lind, Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften, Universität Kiel,
Abteilung Physikdidaktik, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]
Im Beitrag wird erörtert, wie sich die Art der Auseinandersetzung mit Beispielaufgaben durch
Selbsterklären bei Novizen und Experten unterscheidet. Das Trainieren von
Selbsterklärungen wird als effektive Maßnahme der inhaltsspezifischen Auseinandersetzung
mit Lernmaterial vorgestellt.
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Eine veränderte Aufgabenkultur als Herausforderung
Aufgaben und naturwissenschaftlicher Unterricht
Verfasser: Prof. Dr. Hans Ernst Fischer und Dennis Draxler, Universität Dortmund,
Fachbereich Physik, Otto-Hahn-Str. 4, 44221 Dortmund, [email protected];
Im naturwissenschaftlichen Unterricht dienen Aufgaben häufig dazu, den Unterricht zu
strukturieren und Unterrichtsinhalte zur Rekonstruktion ausschließlich fachlicher Inhalte
anzubieten. Ihre Struktur und der Lösungsweg sind fachtypisch und sie sind wichtiger
Bestandteil der didaktischen Planung. Lehrerinnen und Lehrer sollten deshalb Aufgaben
bezüglich der zum Lösen notwendigen Kompetenzen einschätzen, unterschiedliche
Lösungswege zum selben Inhalt als ein auf den Lehrer bezogenes differenziertes Angebot
konstruieren und nicht zuletzt das Schwierigkeitsniveau von Aufgaben als Möglichkeit der
Differenzierung einsetzen können. Im Beitrag werden Wege aufgezeigt, wie dies gelingen
kann.
Schulpraxis
Wollen wir wirklich offene und anwendungsorientierte Aufgaben?
Im Rahmen der in NRW neu vorgeschriebenen Parallelarbeiten, die jeweils aus einer
aktuellen und einer Wiederholungsaufgabe bestehen sollen, hatten wir in unseren drei
Klassen 10 als Wiederholungsaufgabe eine offene, andwendungsorientierte Beispielaufgabe
aus einer Sammlung des Ministeriums gestellt. Die beigelegte Musterlösung hatten wir
erlassgemäß vorher analysiert und mit Punkten bewertet. Dann aber standen wir vor einigen
völlig anderen Lösungen unserer Schülerinnen und Schüler, zunächst erschrocken und
schließlich schmunzelnd. Für die überraschende Wiederholungsaufgabe war ja vorher keine
Lösung eingeübt worden; die Jugendlichen hatten nur die Aufgabenstellung beachtet, so wie
sie dastand, "unmathematisch", d. h. ohne die Selbstverständlichkeiten der Mathematiker zu
beachten. Bei der Diskussion im Kreis der Fachlehrkräfte wurde uns klar, dass solche
Anwendungsorientierung den bisherigen Mathematikunterricht revolutioniert.
Lernen an Stationen im Mathematikunterricht
Verfasser: Dr. Henning Heske, Am Kaisergarten 52, 46049 Oberhausen, [email protected]
Eigenständiges Lernen und Binnendifferenzierung sind Forderungen, die in den letzten
Jahren immer häufiger an den Mathematikunterricht gestellt worden sind. Gleichwohl hat
sich die Methodenarmut im alltäglichen Mathematikunterricht bisher nur wenig verringert. Mit
Lernen an Stationen wird eine Unterrichtsmethode vorgestellt, die die oben genannten
Forderungen erfüllt, und in allen Jahrgangsstufen einsetzbar ist.
Qualitätssteigerung des Physikunterrichts durch Weiterentwicklung der
Aufgabenkultur
[email protected]
Es besteht dringender Bedarf zur Weiterentwicklung der Aufgabenkultur des
naturwissenschaftlichen Unterrichts. Nicht nur das Gutachten zum BLK-Modellversuch
"SINUS" kritisiert, dass das Potenzial von Aufgaben besonders in Erarbeitungs- und
Übungsphasen nicht ausgeschöpft wird. Der Beitrag stellt eine abwechslungsreiche
Sequenzierung des Unterrichts im Hinblick auf das Aufgabenlösen vor und klassifiziert
beispielgebunden Aufgaben für eine derartige Sequenzierung.
Physikaufgaben und -informationen aus der Zeitung
Verfasser: Assessor des Lehramts Ansgar Armbrust, Gartenweg 2, 67319 Wattenheim,
[email protected]
In vielen Fächern ist die Verwendung aktuellen Zeitungsmaterials Standard. Auch zu
physikalischen Themen lassen sich vielfach aktuelle Meldungen und Berichte ausfindig
machen und in den Unterricht integrieren, vor allem aus spezifisch wissenschaftlich
ausgerichteten Magazinen und Zeitungsressorts. Im Folgenden sollen an Beispielen aus der
eigentlich "nicht-physikalischen Berichterstattung" die Integration allgemein-informativer
Artikel in den Mechanikunterricht angeregt werden.
Eine neue Aufgabenkultur für den Physikunterricht
Verfasser: Dr. Claudia v. Aufschnaiter, Pädagogische Hochschule Ludwigsburg, Institut für
Naturwissenschaften und Technik, Abteilung Physik, PF 220, 71602 Ludwigsburg,
[email protected] und Prof. Dr. Stefan v. Aufschnaiter, Universität Bremen, Institut für
Didaktik der Physik, PF 330440, 28334 Bremen, [email protected]
Eine neue Aufgabenkultur soll zur Verbesserung der Qualität des mathematischnaturwissenschaftlichen Unterrichts wesentlich beitragen. Es wird angenommen, dass eine
solche Kultur Schülern hilft, ihr Wissen zu flexibisieren, Interessen zu wecken und
Schlüsselqualifikationen zu erwerben. Aufgabenkultur muss ihre Wirkung dort entfalten, wo
sie eingesetzt wird: Im konkreten Unterricht, also in Prozessen des Lehrens und Lernens. Im
vorliegenden Beitrag werden auf der Basis einer Vielzahl von detaillierten
Prozessuntersuchungen in physikalischen Lernkontexten die Erwartungen an eine neue
Aufgabenkultur mit real ablaufenden Dynamiken in Beziehung gebracht und
Schlussfolgerungen für die Gestaltung von Aufgaben vorgestellt.
Üben im Chemieunterricht
Verfasser: Werner Pöpping und Prof. Dr. Insa Melle, Universität Dortmund, Fachbereich
Chemie, Didaktik der Chemie II, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund, [email protected]
Es wurden etwa 130 beobachtete Chemiestunden an Gymnasien hinsichtlich des Einsatzes
von Übungsphasen analysiert. Untersucht wurde neben der Häufigkeit von Übungen auch
die Abhängigkeit vom Thema und von der Lehrerperson.
Wer wird Millionär?
Verfasser: OStR' Heike Nickel, Wallonenstr. 7, 67466 Lambrecht, [email protected]
Die bekannte Quizshow "Wer wird Millionär" wurde auf den Chemieunterricht übertragen.
Schüler eines Grundkurses Chemie 12 formulierten anlässlich einer Wiederholungs- und
Abschlusstunde jeweils 15 Fragen aus dem Bereich der Alkohohle und dachten sich
mögliche Antworten dazu aus. In der darauffolgenden Stunde wurde das Quiz mit viel Spaß
gespielt.
Welche Aufgabentypen gibt es?
Verfasser: Prof. Dr. Dittmar Graf, Universität Dortmund, FB 3 - Abt. Biologie, Otto-Hahn-Str.
6, 44227 Dortmund
Jeder, der sich mit dem Stellen von Aufgaben beschäftigt, wird immer wieder versuchen,
neue Aufgabenstellungen zu finden. Im Folgenden ist versucht worden, eine möglichst breite
Auflistung verschiedener Aufgabentypen systematisch zusammenzustellen. Die Auflistung
orientiert sich in wesentlichen Teilen an einem Vorschlag von Rütter. Jeder Aufgabentyp wird
anhand von Beispielen verdeutlicht. Sämtliche Beispiele entstammen der Biologie.
Werkstattblatt
Physik auf dem Kinderspielplatz
Verfasser: Dr. Nils Empacher, Wacholderweg 32, 70597 Stuttgart,
[email protected]
Ein Praktikum für Oberstufenschüler.
Die seltsamen Wahrscheinlichkeiten der Anfangsziffern
Verfasser: Hermann Hammer, Staatl. Seminar für Schulpädagogik (Gymnasien),
Bismarckstr. 10, 76133 Karlsruhe, [email protected]
Aufgaben für Mathematikzirkel der Mittelstufe
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Straße 15 a, 92648 Vohenstrauß
Zahlenmuster mit 19, 199, 1999 usw.
Evaluierter Einsatz von Aufgaben im mathematisch-naturwissenschaftlichen
Unterricht
Verfasser: OStR Bernd Blume, Struckbrook 41, 24161 Altenholz und Eva Rademann,
Kanalallee 9, 24784 Westerrönfeld
Als Folge der Ergebnisse der TIMS-STudie wird der Verbesserung der Aufgabenkultur in
Deutschland eine zunehmende Bedeutung beigemessen. Dies geschieht sinnvollerweise auf
der Basis einer Mängelanalyse. Daraus entwickelten wir Ziele für die Gestaltung der
Aufgaben, für ihre unterrichtliche Umsetzung und für eine Überprüfung ihrer Wirkungen bei
den Schülern. Wir verwenden diese Erwartungen als Items in Fragebögen zur Evaluation
von weiterentwickelten Aufgaben und ihres Einsatzes im mathematischnaturwissenschaftlichen Unterricht.
Übergangsbögen
Verfasser: StD i. R. Wolfgang Kroll, In der Lache 5, 35094 Lahntal, [email protected]
Immer wieder sollte es im Unterricht Phasen geben, in denen nicht die
Informationsaufnahme oder das Üben von Algorithmen im Vordergrund stehen, sondern die
selbständige Auseinandersetzung der Schülerinnen und Schüler mit einer hinreichend
komplexen und erkennbar bedeutungsvollen Fragestellung.
Die Enthalpie im Unterricht: Eine nicht nur didaktische Fehlleistung
Verfasser: Dr. Ulrich Finke, Schöllbronner Str. 8, 76275 Ettlingen und Dr. Friedrich Karl
Schmidt, Saure Wiese 9, 51766 Engelskirchen, [email protected]
In einer kritischen Analyse erweist sich die Enthalpie als allgemein falsch verstandene
Größe. Richtig interpretiert, ist sie von geringer Bedeutung. Die akademische Ausbildung
kann, die Schule sollte auf sie verzichten.
Besprechungen
Bücher
92. MNU-Kongress 2001 in Köln
"Schlüssel zur Zukunft - Visionen für das 21. Jahrhundert"
Verfasser: Joachim Treusch
Schulpraxis
Modulares Arbeiten im Geometrieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, [email protected], PH Weingarten,
Institut für Bildungsinformatik, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten
Die Makro-Technik, das heißt die Zusammenfassung einzelner Arbeitsschritte zu einem
einzigen Arbeitsschritt und dessen Symbolisierung und Referenzierbarkeit, ist eine
wesentliche Arbeitstechnik beim Einsatz von Computerwerkzeugen. An fünf Beispielen aus
der Geometrie wird gezeigt, wie diese Technik in computerisierten Lernumgebungen das
modulare Problemlösen unterstützt.
Zwei Regeln für die Teilbarkeit durch Zahlen mit der Einerziffer 9 oder 3
Verfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram,
Zwei Kriterien über die Teilbarkeit durch beliebige Zahlen mit der Einerziffer 9 werden
heuristisch gefunden, mithilfe von Kongruenzen bewiesen und auf Zahlen mit der Einerziffer
3 übertragen.
Heißluftballone in Form der Platonischen Körper
Verfasser: Dr. Matthias Ludwig, Winterleitenweg 12, 97082 Würzburg, [email protected]
MultiMess 2000 - Ein preiswertes Mess-Interface für Schülerversuche
Verfasser: Dr. rer. nat. Rainer-Joachim Brandenburg, Kaiserin-Augusta-Schule, Georgsplatz
10, 50676 Köln, [email protected]
Die Mess-Interfaces der Lehrmittelindustrie werden wegen ihrer hohen Preise kaum in
Schülerversuchen eingesetzt. Mit einem neuen seriellen Wandlerbaustein lässt sich ein
universell einsetzbares und dennoch sehr preiswertes Interface bauen, das vom Computer
mit Energie versorgt wird und sich ideal für Schülerexperimente eignet.
Wer trennt optimal?
Der präsentierte Arbeitsauftrag gehört zu dem Bereich der Unterrichtseinheit
"Trennverfahren". Er wurde aber in größerem zeitlichem Abstand von dieser gestellt, um die
"Haltbarkeit" des Gelernten zu testen, und zwar in einem Grundkurs der Stufe 12. Er sollte
den Schülern weitgehende Selbständigkeit abverlangen und - in Form eines Wettbewerbs eine besondere Motivation gewährleisten.
Grüner Tee und Co. - antioxidative Eigenschaften von Getränken
Verfasser: Prof. Dr. Kerstin Höner, Technische Universität Braunschweig, Institut für
Fachdidaktik der Naturwissenschaften, Abt. Chemie und Chemiedidaktik, Pockelsstr. 11.
38106 Braunschweig
Zur Untersuchung der antioxidativen Wirksamkeit verschiedener Teesorten wird im
folgenden Beitrag die oszillierende Briggs-Rauscher-Reaktion verwendet. Die Oszillationen
lassen sich anhand des Farbwechsels farblos - gelb - blau - farblos optisch verfolgen. Bei
Zugabe eines Tee-Extraktes zu einer oszillierenden Briggs-Rauscher-Reaktionsmischung
hören die Oszillationen sofort auf, setzen aber nach einiger Zeit wieder ein. Diese
Inhibierungszeit ist proportional zum Gehalt des Tee-Extraktes und lässt sich mit Hilfe einer
Stoppuhr messen. Die antioxidative Wirksamkeit verschiedener Teesorten lässt sich so im
Unterricht anschaulich und apparativ einfach behandeln und vergleichen.
Ein Farn als vielseitige Modellpflanze für den Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Johannes Siemens, Institut für Angewandte Genetik, Freie Universität Berlin,
Albrecht-Thaer-Weg 6, 14195 Berlin, Susanne Meyfarth, Didaktik der Biologie, Freie
Universität Berlin, Habelschwerdter Allee 45, 14195 Berlin
Der Einsatz von Modellpflanzen im Biologieunterricht kann Schülern und Lehrern vielfältige
Möglichkeiten für anspruchsvolles Experimentieren und Sammeln wertvoller Erfahrungen
bieten. Voraussetzung dafür ist, dass die Pflanze für Schüler interessant ist, einfach im
Umgang, leicht zu züchten und zu manipulieren und ein breites Spektrum interessanter
Versuche ermöglicht. Eine solche Pflanze wird im Folgenden vorgestellt und es werden
einige leicht durchführbare Experimente vorgeschlagen.
Bioethische Themen im Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Anke Meisert, Prof. Dr. Horst Kierdorf, Institut für Biologie, Universität
Hildesheim, Marienburger Platz 22, 31141 Hildesheim, [email protected]
Bioethik und deren unterrichtliche Umsetzung fällt sinnvollerweise schwerpuntkmäßig dem
Biologieunterricht zu. Im Sinne einer Förderung der Urteilsfähigkeit wird ein Modell
vorgestellt, mit dessen Hilfe für Lernende eine argumentative Transparenz erarbeitet werden
kann. Hierbei erfolgt eine fallbezogene Differenzierung in Tatsachenaussagen und normative
Aussagen, eine Identifikation der Handlungsoptionen, eine Verdeutlichung der Sein-SollenProblematik, eine Differenzierung in deontologische und konsequenzialistische Argumente,
eine bewertende Analyse der normativen Grundlagen und eine abschließende Entscheidung
für eine der Handlungsoptionen. Das Konzept wird grundlegend in Bezug auf die
moralphilosophischen und umsetzungsbezogenen Überlegungen anhand eines
medizinethischen Fallbeispiels erläutert.
Experimente zum Stoffgebiet Elektrizitätslehre.
Die Geschwindigkeit von Elektronen relativistisch betrachtet
Verfasser: Karl Leder
In Anlehnung an den in MNU erschienenen Aufsatz "Die Entdeckung des Elektrons" werden
einige Anmerkungen zur Diskussion gestellt, deren Inhalte sich durch Fragen von Schülern
eines Leistungskurses im Physikunterricht der Jahrgangsstufe 13 ergeben haben.
Besprechungen
Bücher
Mitteilung des Fördervereins
Wechsel an der Spitze des Fördervereins
Verfasser: Karsten Reckleben
Über die ultraviolette Sonnenstrahlung
Verfasser: Dipl.-Phys. Henner Sandmann, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für
Medizinische Klimatologie, Hermann-Rodewald-Str. 5, 24098 Kiel, [email protected]
In zunehmendenm Maße werden inder Öffentlichkeit Begriffe wie Ozonloch, UV-Strahlung
oder Hautkrebszunahme diskutiert. Der folgende Artikel soll in kompakter Form einen
Überblick über die Problematik der UV-Strahlung geben und dem Leser dieses interessante
Teilgebiet der Klimatologie, welches die Fachbereiche Physik, Biologie und Chemie umfasst,
näher bringen.
Erster Nobelpreis für Physik vor 100 Jahren
Verfasser: OStR I. R. Heinrich Brockmeyer, Haidaer Str. 15 a, 92648 Vohenstrauß
Für die Untersuchung der von ihm entdeckten und nach ihm benannten Strahlen erhielt W.
C. Röntgen vor 100 Jahren den ersten Nobelpreis für Physik. Danach wurden mehrere
Nobelpreise für Arbeiten über und mit Röntgenstrahlen vergeben. Heute ermöglicht uns die
Röntgenastronomie einen ungeahnten Blick in das Weltall.
Schulpraxis
Datenanalyse im Streudiagramm - elementare und robuste Instrumente
Verfasser: Dr. Joachim Engel, Königsallee 73, 73733 Esslingen, [email protected] und Edeltraud Theiss
Zur Analyse von Streudiagrammdaten werden zwei explorative Methoden vorgestellt, die
einfach zu berechnen und robust gegenüber Ausreißern sind: die resistente 3-SchnittMediangerade und der resistente Korrelationskoeffizient.
Ist der Einsatz von Schädlingsbekämpfungsmitteln sinnvoll?
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Dobner, FB IMM, HTWK Leipzig, Postfach 30 00 66, 04251
Leipzig
Biologische Fragestellungen führen vielfach auf mathematische Probleme und liefern somit
eine Quelle für fächerübergreifendes Arbeiten. Das vorgeschlagene Thema ist eine
komplexe ökologische Problemstellung, die mit Methoden der Schulmathematik umfassend
gelöst werden kann.
Integration der Traktrix mit dem Beilplanimeter
Verfasser: StD Klaus Treitz, Baseler Str. 1, 79618 Rheinfelden, [email protected]
Die Traktrix lässt sich mit der "Planimeteridee" sehr elegant integrieren.
Welche Funktionen sind identisch mit ihrer Umkehrfunktion?
Verfasser: Dr. Ulrich Dammer, Bodenackerstr. 21, CH 4410 Liestal, [email protected]
Als Anregung für einen entdeckenden Mathematikunterricht könnte die Aufgabe gestellt
werden, möglichst viele verschiedenartige Funktionen f zu finden, die identisch mit ihrer
Umkehrfunktion f-1 sind. Funktionen, die mit ihrer Umkehrfunktion übereinstimmen, nennt
man involutorisch. Ihre Grafen liegen im kartesischen Koordinatensystem
bekanntlicherweise symmetrisch zur Geraden y = x.
Sind wir alle miteinander verwandt?
Verfasser: Inge Hachtel, Siegburger Str. 189, 53639 Königswinter, [email protected]
Durch die Lektüre von [1] wurde ich auf das Problem aufmerksam: Wenn man lange genug
in der Zeit zurückgeht, haben alle Deutschen dieselben Vorfahren. Aber wie weit muss man
eigentlich zurückgehen? Im Folgenden wird dafür eine mathematische Formel entwickelt und
ihre Anwendbarkeit kritisch beleuchtet. So könnten in einem fächerverbindenden Unterricht
mathematische und biologische Methoden verglichen werden.
Klammern, auf den Punkt gebracht
Verfasser: StD Karl Knäusl, C.-M.-v.-Weber-Str. 11 d, 93053 Regensburg
Es werden zwei Vereinbarungen vorgeschlagen, die einen häufigen Fehler bei
Funktionstermen vermeiden sollen.
Zum Problem der Stabilität beim Fahrradfahren
Verfasser: Dr. Roger Erb, Wilhemshöher Weg 77, 34130 Kassel, [email protected]
Weshalb das Fahren mit einem so instabil anmutenden Fahrzeug wie dem Fahrrad
überhaupt möglich ist, kann eine für Schüler interessante Frage sein. Im folgenden Beitrag
werden mit den Mitteln der in der Sekundarstufe II bekannten Mechanik Überlegungen
durchgeführt und mit experimentellen Ergebnissen verglichen, um der erstaunlich hohen
Stabilität des Fahrradfahrens auf die Spur zu kommen. Hierzu wird im Anschluss an eine
elementare Argumentation auch eine mit Hilfe einer Modellbildungssoftware erstellte
Computersimulation diskutiert.
"Die erste Chemiestunde" oder "Gold herstellen, kein Problem!?"
Der Einfluss des pH-Werts auf die Resorption von Arzneistoffen
Verfasser: Jens Salzner, Hans Joachim Bader und Dr. Beate Drechsler, Universität Frankfurt,
Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt/M.
Zecken - Überträger gefährlicher Krankheiten
Verfasser: Katja Frank, Schweizer Str. 2, 66787 Wadgassen, [email protected]
Zecken spielen als Überträger gefährlicher Krankheiten auf Haustiere und auch auf den
Menschen in Deutschland eine wichtige Rolle. Alljährlich füllt dieses Thema die Schlagzeilen
der Zeitungen, sodass die Schüler damit auch in ihrem außerschulischen Umfeld konfrontiert
werden. Aus diesem Grund werden zwei Unterrichtsstunden vorgestellt, die dazu beitragen
sollen, dass die Schüler in Zukunft genauer hinhören und sogar mitsprechen, wenn die
Zecken mal wieder von sich Reden machen. Die erste Unterrichtsstunde gibt den Schülern
einen Überblick über das Leben der Zecken und hat die Anpassungen des Körperbaus an
die parasitäre Lebensweise zum Inhalt. In der zweiten Unterrichtsstunde erfahren die
Schüler etwas über die von den Zecken übertragenen Krankheiten FSME und Borreliose
und lernen, sich vor Zeckenstichen zu schützen.
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Didaktik der
Physik, Mommsenstraße 13, 01062 Dresden
Experimente zum Stoffgebiet Elektrizitätslehre.
Röntgenbeugung an Kristallen
Verfasser: StD Clemens Hauser, Richardisstr. 14, 79540 Lörrach
Es wird auf rechnerisch einfache Weise gezeigt, dass die Bragg-Bedingung notwendig für
Beugungsmaxima ist. Dies ist keineswegs selbstverständlich, denn die in Schulbüchern
übliche Behandlung der Röntgenbeugung enthält eine nicht gerechtfertigte adhoc-Annahme.
Untersuchung zur Förderung der moralischen Urteilsfähigkeit von Schülern am
Thema: Gentechnik im Biologieunterricht
Technik des Sachunterrichts, Universität Hamburg, Von-Melle-Park 8, 20245 Hamburg
Das Ziel dieser Inventionsstudie war es festzustellen, ob sich die moralische Urteilsfähigkeit
von Schülern zum Thema Gentechnik im Biologieunterricht stimuliert lässt. Dazu wurde eine
26-stündige Unterrichtseinheit entwickelt, die an die vorab ermittelten Hoffnungen und
Befürchtungen der Schüler anknüpfte und somit Betroffenheit bei den Schülern hervorrufen
sollte. Vor und nach der unterrichtlichen Intervention wurde die moralische Urteilsfähigkeit
der Probanden anhand von Einzelinterviews erhoben um zu ermitteln, ob sich die
Urteilsfähigkeit von der im Unterricht erzeugten Betroffenheit verändert. Die Ergebnisse
können Aufschluss darüber liefern, inwieweit eine Verbesserung moralischer Urteilsfähigkeit
im Biologieunterricht erreicht werden kann. Die Studie wurde am Institut für Pädagogik der
Naturwissenschaften, Kiel, im Rahmen eines BMBF-Projektes in der Zeit von 1995 - 1999
durchgeführt.
Lerninhalte und Lernziele im Informatikunterricht
Verfasser: Dr. Christian Maurer, Freie Universität Berlin, Institut für Informatik, Takustr. 9,
14195 Berlin, [email protected]
Die Frage nach den Invarianten der Informatik im Schulunterricht liegt auf der Hand, denn
die Informatik ist erst wenige Jahrzehnte alt - im Gegensatz zu den etablierten Schulfächern
des gleichen Aufgabenfeldes wie der Mathematik, die seit Jahrtausenden gelehrt, und der
Naturwissenschaften, die seit Jahrhunderten betrieben werden. Sie hat sich aber mittlerweile
in ihrem Kern insoweit gesetzt, als sich weltweit vergleichbare Standards in der
akademischen Lehre herauskristallisiert haben.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Wider die Atomisierung des Unterrichts
Verfasser: Angela Köhler
Strahlungsgesetz und Augenempfindlichkeit
Verfasser: Prof. Dr. Michael Vollmer, Physikalische Ingenieurwissenschaften,
Fachhochschule Brandenburg, Magdeburger Straße 50, 14770 Brandenburg, [email protected]
In Schule und gelegentlich auch Hochschule wird bei Behandlung der Gesetze der
Schwarzkörperstrahlung häufig das Sonnenspektrum als Funktion der Wellenlänge diskutiert
und der Bezug zur Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges hergestellt. Als Begründung
für das Auftreten der jeweiligen Maxima in ähnlichen Wellenlängenbereichen wird häufig das
Stichwort Evolution genannt: Das menschliche Auge hätte seine Empfindlichkeit für das
Spektrum des Sonnenlichts optimiert. Es lässt sich einfach zeigen, dass diese Aussage
falsch ist und die teilweise Übereinstimmung von Sonnenspektrum und Augenempfindlichkeit
in der Wellenlängendarstellung somit rein zufällig. Ursache ist das unterschiedliche
Verhalten von Verteilungsfunktionen (Temperaturstrahlung, Maxwell-Verteilung etc.) und
normalen Funktionen (Absorptionsbanden, Augenempfindlichkeit etc.) in der Physik.
Besonderes Augenmerk wird gerichtet auf problematische Interpretationen, insbesondere
Rückschlüsse auf spektralen Überlapp von Verteilungsfunktionen mit normalen Funktionen.
Schulpraxis
Die Wirkung der Abbildung w = z2 auf ebene Kurven
Verfasser: Prof. Dr. Hans Schupp und Ruth Stubenitzky, Universität des Saarlandes, Fakultät
für Mathematik und Informatik, Postfach 151150, 66041 Saarbrücken, [email protected]
Die Abbildung -> , z -> z2 (=:w) soll hier in ihrer Wirkung auf Punktmengen in der um den
unendlich fernen Punkt erweitert euklidischen Ebene, insbesondere auf Kegelschnitte,
betrachtet werden.
Eine Anwendung für pythagoreische Zahlentripel
Verfasser: StD Dr. Christian Rühenbeck, Postfach 1128, 37116 Bovendan
Man ist verblüfft, dass es kein gleichseitiges Dreieck im kartesischen Koordinationssystem
gibt, dessen drei Eckpunkte nur ganzzahlige Koordinaten haben. Mit Hilfe von
pythagoreischen Zahlentripeln gelingt ein Beweis.
Kongruenzabbildungen spielend kennen lernen
Verfasser: Karsten Rincke, Deutsche Schule Madrid, [email protected]
Es wird ein Brettspiel vorgestellt, das Schülerinnen und Schüler der Unter- und Mittelstufe in
die Geometrie der Kongruenzabbildungen einführt. Dabei stehen strukturmathematische
Aspekte, insbesondere die Gruppeneigenschaften der Spiegelung, Verschiebung und
Drehung mit der Hintereinanderausführung als Verknüpfung, im Vordergrund.
Eine kaum bemerkte Lücke im Themenbereich "Stammfunktion - Integralfunktion"
Verfasser: StD Dr. Walter Geßner, Unterer Katzenbergerweg 7, 97084 Würzburg
Es wird gezeigt, dass eine Stammfunktion F genau dann Integralfunktion einer Funktion f ist,
wenn F eine Nullstelle hat.
Zwei Näherungswerte für die Kreiszahl Pi
Verfasser: StD Dieter Götzl, Hochsteiger Weg 6, 82205 Gilching, [email protected]
Oft ergeben sich beim Spielen mit dem Taschenrechner Ziffernfolgen, die einem irgendwie
bekannt vorkommen.
Untersuchung der Gleichung xy = yx
Verfasser: Dr. Ulrich Dammer, Bodenackerstraße 21, CH-4410 Liestal,
[email protected]
Die Lösungen der relativ harmlos erscheinenden Gleichung xy = yx können als Punkte der
xy-Ebene angesehen werden. Gibt es neben der trivialen Lösung y = x andere Lösungen?
Wie man am Beispiel (x,y) = (2,4) sieht, ist dies tatsächlich der Fall! Die Untersuchung der
Lösungsmenge führt auf eine impliziert definierte Funktion y(x). Diese interessante Funktion
ist aus Symmetriegründen involutorisch.
Kegelschnitte in der Himmelsgeometrie
Verfasser: Dr. Burkhard Steinrücken, Universität Dortmund, Otto-Hahn-Str. 4, 44227
Dortmund
Nicht nur die Bahnen der Himmelskörper im Planetensystem werden durch die
Kegelschnittkurven Ellipse, Kreis, Parabel und Hyperbel beschrieben, sondern auch die
täglichen Spuren eines im Sonnenlicht schattenwerfenden Körpers, wenn die Fläche, auf die
der Schatten fällt, eben ist. Je nach geografischer Lage auf der Erdkugel oder Orientierung
der Aufzeichnungsebene stellen sich wieder Hyperbeln, Ellipsen oder Kreise ein, deren
geometrische Gestalt sich auch ohne die Kenntnis der sphärischen Himmelsgeometrie
berechnen lässt, wenn man die von den Kegelschnitten bekannte projektive Geometrie
anwendet.
Computerunterstützte dynamische Visualisierung von Reaktionsmechanismen für den
Chemieunterricht
Verfasser: Dr. Hartwig Möllencamp, Albert-Einstein-Schule, Gymnasium, Ober der Röth 1,
65824 Schwalbach, [email protected], Bodo Krilla und Prof. Dr. Bernd Ralle, Universität
Dortmund, Fachbereich Chemie, 44221 Dortmund, [email protected]
Die Erarbeitung von reaktionsmechanistischen Modellvorstellungen im Rahmen des
Oberstufenunterrichtes stellt hohe Anforderungen an Lehrkräfte und Schüler. Das Einbringen
und Anwenden von Vorkenntnissen zum Atombau, zur chemischen Bindung, zu StrukturEigenschafts-Beziehungen und nicht zuletzt auch zu den notwendigen kinetischen
Grundlagen ist vielfältig verknüpft mit der Entwicklung von komplexen Modellvorstellungen.
Außerdem sind es die Probleme im Verständnis von zwei- und dreidimensional dargestellten
Modellen zu Reaktionsabläufen, die ein tieferes Eindringen in die Thematik erschweren. Für
viele Schülerinnen und Schüler sind diese mechanistischen Vorstellungen auf einer zu
abstrakten Ebene angesiedelt, so dass es guten Anlass gibt, die angestrebten Lernziele
medial intensiv zu unterstützen. Nach einer kurzen Diskussion zum Lernen mit Bildern und
dynamischen Animationen wird die Erstellung dreidimensional visualisierter dynamischer
Reaktionsabläufe vorgestellt. Durch Zugriff auf die Internet-Adresse www.chemie.unidortmund.de/groups/dc1/material.htm können die Ergebnisse unmittelbare Anwendung im
Chemieunterricht der Oberstufe finden.
Erfahrungen mit dem integrierten naturwissenschaftlichen Unterricht
Verfasser: Alexandra Dörges, Universität Gesamthochschule Kassel, FB 19 Biologiedidaktik,
34109 Kassel
Vorgestellt wird eine Untersuchung, in der hessische Lehrer, die das Fach
"Naturwissenschaften" unterrichten, über ihre Erfahrungen befragt wurden. Ewa 2/3 aller
Schulen, in denen in Hessen Naturwissenschaften integriert angeboten wird, haben sich an
der Befragung beteiligt.
Soziobiologie - von der Schulreife zur Schulpflicht
Verfasser: Dr. Andreas Paul, Institut für Zoologie und Anthropologie, Universität Göttingen,
Bürgerstr. 50, 37073 Göttingen, [email protected]
In einem engagierten Plädoyer wird für die Erneurung der Verhaltensbiologie im
Biologieunterricht unserer Schulen geworben. Der Weiterentwicklung der
Verhaltensforschung in den letzten 40 Jahren trägt sie keine Rechnung. Der Autor geht den
Ursachen für diese Situation nach, formuliert und begründet vier Thesen zur Bedeutung der
Verhaltensbiologie und räumt mit fünf Missverständnissen über die Soziobiologie auf.
Neue Wege zu einem fächerübergreifenden Verständnis des Teilchenkonzepts
Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Str. 6,
44227 Dortmund, [email protected], StR Jens Möllering, Ratsgymnasium,
Büschingstr. 37, 31655 Stadthagen, [email protected]
Der diskontinuierliche Aufbau der Materie gehört zu den gemeinsamen Schlüsselkonzepten
der modernen Naturwissenschaften. Trotz der gemeinsamen Tragweite ist die Behandlung
durch die einzelnen naturwissenschaftlichen Unterrichtsfächer allerdings i. d. R. wenig
aufeinander abgestimmt. Die Schülerinnen und Schüler werden mit einer Vielzahl
unterschiedlicher Konzepte und Modelle konfrontiert, was nach unserer Einschätzung
erheblich zu den Verständnisschwierigkeiten aber auch Motivationsverlusten im Unterricht
dieser Fächer beiträgt. Wir gehen davon aus, dass die Vermittlung eines durchgängigen und
fächerübergreifenden Teilchenkonzepts dazu beitragen kann, diese Defizite abzubauen.
Dieses soll es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, eine in sich schlüssige und
anschlussfühige Konzeptentwicklung zu vollziehen. Zur Unterstützung wird eine
multimediale Lernumgebung vorgestellt, in der Vermittlungshilfen für die wesentlichen
schulrelevanten Anwendungen des Teilchenkonzepts auf dieser einen gemeinsamen Basis
angeboten werden.
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Gedanken zur Mathematik-Lehrerbildung
Nutzen und Auswirkungen von Genomprojekten
Verfasser: Martin Zimmermann und Klaus Wolf, Institut für Biologie IV (Mikrobiologie),
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Worringer Weg, 52056 Aachen,
[email protected]; [email protected]
In einem Überblick werden die entscheidenden Stationen der genetischen Forschung seit
Gregor Mendel umrissen. Sie markieren die Zunahme der Komplexität der Forschung
einerseits, andererseits aber auch die "Explosion" des Wissens. Einige Fallbeispiele
demonstrieren die Möglichkeiten der gegenseitigen Befruchtung einzelner
Genforschungsprogramme. Zum Schluss werden die beiden wichtigsten Werkzeuge der
funktionalen Genanalyse dargestellt.
Schulpraxis
Fraktale Geometrie zwischen Medizin und Kunst
Verfasser: Prof. Dr. Herbert Zeitler, Mathematisches Institut der Universität Bayreuth, 95440
Bayreuth
Der Beitrag berichtet über ein Seminar zur Elementargeometrie für Anfänger und erzählt von
erlebter, ja gelebter Mathematik. Dabei wird deutlich, wie ein Problem das nächste gebiert.
Solches Tun ist kreativ und macht Freude! Im Einzelnen geht es um eine ganz spezielle
Klasse von Fraktalen, deren Auftreten in der Kunst sowie deren Anwendung in der Anatomie.
Die während des Seminars entstandenen Kontakte zu Anatomen, Pathologen und
Bildhauern haben die Studenten ganz besonders beeindruckt. Geometrie hat "Brauchwert".
Fünf Seeleute, ein Affe und Kokosnüsse
Verfasser: Dr. Friedrich Drollinger, Bierbacher Weg 39b, 66459 Kirkel-Limbach,
[email protected]
Denksportaufgaben sind beliebte Unterrichtsthemen für Randstunden im
Mathematikunterricht, insbesondere solche mit mathematischen Lösungsverfahren. Die
Lösung sollte mit den Schülern im Unterricht erarbeitet werden. Die folgende aus den USA
stammende Denksportaufgabe erweist sich aber auf den ersten Blick einer schnellen Lösung
unzugänglich.
Pascalsches Dreieck und Potenzsummenpolynome
Verfasser: Dr. Dietmar Treiber †, Libellenpfad 5, 40764 Langenfeld
Eine Idee von Blaise Pascal zeigt, warum man die Potenzsummen durch Polynome
berechnen kann und wie man diese Polynome berechnet. Zu Pascals Zeit gab es die
Matrizenrechnung noch nicht. Notiert man Pascals Idee im Matrizenkalkül, so erhält man
eine ganz einfache Matrizenformel für die Potenzsummenpolynome. Die Formel eignet sich
besonders gut für die Computerberechnung dieser Polynome.
Monotonie-, Maximum- und Minimumuntersuchungen bei Würfeln, Glücksrädern und
Lottozahlen
[email protected]
Eines der Testverfahren zur Überprüfung von Pseudo-Zufallszahlen ist der so genannte
Maximumtest. Dabei wählt man drei Zufallszahlen aus und prüft, mit welcher Häufigkeit die
mittlere Zahl die größte der drei Zahlen ist. Statt sich darauf zu beschränken, Tripel von
Zufallszahlen auf die Eigenschaft "Maximum in der Mitte" hin zu untersuchen, kann man
auch noch andere Eigenschaften überprüfen. Im Beitrag für die verschiedenen, wie groß die
Wahrscheinlichkeiten für die verschiedenen möglichen Fälle beim Ziehen mit und ohne
Zurücklegen sind wie empirische Daten ausgewertet werden können.
Die analemmatische Bodensonnenuhr
Verfasser: StR I. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam
Im Beitrag wird eine Möglichkeit zur Anlage einer analemmatischen Sonnenuhr vorgestellt,
die weniger bekannt ist und sich von der bekannten Azimutwinkel-Methode durch eine
größere Genauigkeit unterscheidet. Die Berechnungsformeln im Beitrag sind denkbar
einfach und leicht zu bewältigen. Mit der "Polstabuhr ohne Polstab" hatten wir in MNU 47
(1994) 167 bereits eine ähnliche Sonnenuhr mit einem beweglichen Schattenwerfer
beschrieben.
Bestimmung von Schwermetallionen durch Enzymhemmung
Verfasser: Prof. Dr. Kerstin Höner, Stephan Prahm, TU Braunschweig, Institut für
Fachdidaktik der Naturwissenschaften, Pockelsstraße 11, 38106 Braunschweig
Viele Schwermetallionen sind einerseits in geringen Mengen toxisch, andererseits sind sie
aber als Spurenelemente essentiell. Deshalb ist die Spurenanalyse dieser Elemente von
aktuellem Interesse. Das in diesem Artikel beschriebene Bestimmungsprinzip für
Schwermetallkonzentrationen beruht auf der Enzymhemmung.
Superabsorbierende Polymere
Hybridisierung als ein Evolutionsfaktor?
Verfasser: Christoph Randler, Conrad-Rotenburger-Straße 3, 74321 Bietigheim
Dieser Beitrag zeigt auf, dass Hybridisierung bei Vogelarten bedeutend häufiger festgestellt
wird, als bislang vermutet wurde. Die Notwendigkeit, den Einfluss auf die Evolution neu zu
fassen, wird belegt und es werden Schülermaterialien bereitgestellt, die eine Diskussion und
Bewertung dieses Komplexes im Unterricht ermöglichen. Hybridisierung scheint auf die
Entstehung neuer Arten kaum Einfluss zu haben, kann aber als Evolutionsfaktor - ähnlich
der Mutation - wirksam werden, da eine Vielzahl neuer Gene eingekreuzt wird.
Verfasser: Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte
Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01069 Dresden
Die in MNU Heft 1/1998 begonnene Serie von Experimentierdarstellungen mit
Kunststoffflaschen wird mit diesem Beitrag in loser Folge fortgesetzt. Kunststoffflaschen sind
einfach zu beschaffen und eignen sich für viele Experimente aus den verschiedenen
Inhaltsbereichen des Physikunterrichts.
Ein Beitrag zur Analyse der empirischen Basis von TIMSS
Verfasser: Dr. Volker Hagemeister, Berliner Landesinstitut für Schule und Medien, Alte
Jakobstr. 12, 10969 Berlin
Der Science-Test der TIMS-Studie enthält zur Wärmelehre oder zur Elektrizitätslehre nur
wenige und noch dazu besonders schlechte Items. Das TIMSS-Testpaket ist also nicht
"übermäßig breit angelegt", sondern es ist dünn und schieflastig, gemessen an den bei uns
geltenden Rahmenplänen. In Bezug auf den Physikunterricht in Deutschland muss man
daher die Ergebnisse der TIMS-Studie überwiegend als irrelevant und teilweise auch als
irreführend einstufen. Daraus folgt selbstverständlich nicht etwa, dass im Fach Physik kein
Reformbedarf bestünde.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Wider die Chemisierung des Biologieunterrichts!
Verfasser: J. Langlet
Von der Beobachtung zur Interpretation
Verfasser: PD Dr. Rebekka Heimann, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für
Didaktik der Chemie, Fliednerstraße 21, 48149 Münster, [email protected]
Es wird eine empirische Untersuchung beschrieben, die sich mit der Fähigkeit von
Gymnasiasten zur vollständigen und widerspruchsfreien Auswertung chemischer
Experimente befasst. Aus den festgestellten Schwierigkeiten der Schülerinnen und Schüler
aller Jahrgangsstufen werden allgemeine Konsequenzen für den Unterricht gezogen.
Schulpraxis
Katastrophentheorie
Verfasser: Dieter Linz, Hochfeldstr. 20, 67067 Ludwigshafen
Die Katastrophentheorie untersucht Systeme, die sich - in Abhängigkeit von Parametern - in
den meisten Fällen stetig verhalten, jedoch manchmal ein sprunghaftes Verhalten zeigen.
Hier werden zwei Beispiele aus der Physik betrachtet, von denen das erste leicht im
Unterricht behandelt werden kann. Es handelt sich um eine interessante Kurvenschar mit
zwei Parametern. Dasselbe gilt für die allgemeine Theorie der "Kuspe".
Mathematik für Anlagestrategen beim Investmentsparen
Verfasser: StD Bruno Kremer, Drususstr. 18, 40549 Düsseldorf
Im "Zeitalter der Börsenspiele" finden auch Themen aus der "Welt der Finanzen" Interesse
bei unseren Schülerinnen und Schülern. Hier dient das arithmetische und das harmonische
Mittel als Entscheidungshilfe bei der Wahl zwischen zwei Anlagestrategien.
Mit Dynamischer Geometrie-Software zu Algebraischen Kurven
Verfasser: Dr. Klaus Warneke, Driverstr. 22, 49377 Vechta, [email protected]
Die Geometrie bietet ein reichhaltiges Gebiet für entdeckendes Lernen. Hier wird am
Beispiel vorstellt, wie das Experimentieren mit Geometrie-Software zur Untersuchung
algebraischer Kurven führen kann.
Das 1/e-Gesetz
Verfasser: Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen, [email protected]
Bei Zufallsversuchen wiederholen sich Ergebnisse eher als man i. A. vermutet. Das 1/eGesetz gibt eine Faustregel dafür an, wie viele von n möglichen Ergebnissen bei einem nstufigen Zufallsversuch nicht bzw. genau einmal auftreten werden. Im Beitrag wird
dargestellt, wie man von der Durchführung "praktischer" Versuchserfahrungen über einfache
Rechnungen zur Entdeckung des 1/e-Gesetzes kommt, das bereits für kleine n gilt. Das 1/eGesetz kann auch dazu benutzt werden, die Zufälligkeit eines Versuchs zu überprüfen.
Fächerverbindende Projektarbeit im Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe am
Beispiel des Themas "Licht und Farbe"
Der Sandstrand und seine Pflanzenwelt
Verfasser: Dr. Erich Lüthje, Klaus Kock, Hans-Geiger-Gymnasium, Poppenrade 53, 24148
Kiel
Der Sandstrand als Ort für praktische Ökologie im Unterricht wird mit seinen wesentlichen
Abschnitten und Charakterpflanzen vorgestellt. Beispiele von Blattquerschnitten (Mikrofotos)
zeigen Anpassungsformen an die unterschiedlichen ökologischen Bedingungen auf engstem
Raum und bieten eine Grundlage zur Diskussion über ökologische Zusammenhänge.
Die F0F1 ATP-Synthase - eine Nanofabrik
Verfasser: Prof. Dr. Holger Lill, Department of Structural Biology, Vrije Universiteit, De
Boelelaan 1087, 1081 HV Amsterdam, Niederlande
Dieser Artikel stellt mit der ATP-Synthase vom F0F1 Typ ein zentrales Enzym des
Energiestoffwechsels vor. Dieses Schlüsselenzym der chemiosmotischen
Energieumwandlung wird mit hohem Konservierungsgrad in allen Zellen gefunden, in denen
die Synthese von ATP an transmembrane Ionenflüsse gekoppelt wird. In neueren
Experimenten stellte sich heraus, dass F0F1 eine molekulare Maschine ist, deren
Bestandteile während der Synthese von ATP gegeneinander rotieren.
Ein eindrucksvoller Versuch - auf besondere Weise ausgewertet
Glücklicherweise gibt es nicht wenige Versuche mit überraschendem Verlauf. Einer, der die
Schüler staunen lässt und unten beschrieben werden soll. kann einer besonderen
Zielsetzung diesen, nämlich das Können der Schüler zu testen.
Zerlegung von Quadraten (Rechtecken) in vier gleich große Dreiecke
Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Wildener Str. 36, 57290 Neunkirchen/Siegerland
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Schulen am Netz - was jetzt?
Verfasser: Prof. Dr. Dittmar Graf
Das Internet und der Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Dittmar Graf, Institut für Biologiedidaktik, Karl-Glöckner-Str. 21 c, 35394
Gießen, [email protected]
Für das Fach "Biologie" soll aufgezeigt werden, welche grundsätzlichen Möglichkeiten der
unterrichtlichen Nutzung des Internet es bereits gibt bzw. sich heute abzeichnen.
Insbesondere wird auf neuere Entwicklungen eingegangen. Hierbei wird zwangsläufig die
konkrete Ebene verlassen, da bis jetzt kaum Praxisbeispiele existieren. Vielmehr werden
Rahmenkonzepte vorgestellt. Vorausgesetzt wird die Kenntnis der grundlegenden InternetFachbegriffe.
Chemie lernen heute - Erfahrungen mit "Neuen Medien"
Verfasser: Prof. Dr. Volker Scharf, Dr. Martin Gröger, Dr. Günter Pees, Universität Siegen,
Fachbereich Chemie, Lehrstuhl für Didaktik der Chemie, Adolf-Reichwein-Straße 2, 57068
Siegen
Der Einsatz "Neuer Medien" in Schulen und Hochschulen wird derzeit von
Bildungspolitekerinnen und Bildungspolitikern mit Nachdruck gefordert, und dieser soll auch
entsprechend gefördert werden. Die Faszination des Machbaren überstrahlt die notwendige
Aufgabe, die Frage nach didaktisch sinnvoller Nutzung der "Neuen Medien" zu stellen und
zu beantworten. Mit fünf grundlegenden Thesen und einem kurzen Erfahrungsbericht über
Online- und Offline-Übungen zu einer Chemievorlesung an der Universität Siegen wollen wir
dazu beitragen, Wege der Vermittlung und Festigung von chemischen Grundwissen mithilfe
"Neuer Medien" - auch für den schulischen Einsatz - zu optimieren.
Virtuelle Lernräume im Internet
Verfasser: Prof. Dr. D. Hannemann, Hermann-Löns-Str. 6, 45849 Gelsenkirchen.
(Vizeprojektleiter im Bundesleitprojekt "Virtuelle Fachhochschule" des BMBF). [email protected], http://DieterHannemann.de, Dipl.-Ing. Malte Dreyer, Dankwartsgrube 57 63, 23552 Lübeck, [email protected]
Ein Bericht über Entwicklungstendenzen und erste Erfahrungen.
Schulpraxis
Multimedia für den Statistikunterricht
Verfasser: PD Dr. Hans-Joachim Mittag, FernUniversität Hagen, FB Wirtschaftswissenschaft,
Lehrstuhl für Statistik und Ökonometrie, Feithstr. 140 / Postfach 940, 58084 Hagen,
[email protected]/Statistik
Die mit dem Einsatz interaktiver Medien verknüpften neuen Möglichkeiten für den Unterricht
werden anhand einer Multimedia-Lernsoftware "Beschreibende Statistik und explorative
Datenanalyse" illustriert. Die vorgestellte prototypische Software macht Grundprinzipien der
Statistik über Animationen sowie selbstgesteuerte Zufallsexperimente erfahrbar und betont
die interdisziplinären Bezüge des Fachs.
Nutzung des Internet zur Lehrerfortbildung in Quantenmechanik
Verfasser: Dr. Rainer Müller, Prof. Dr. Hartmut Wiesner und StR Hannes Hoff, Universität
München, Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Schellingstr. 4, 80799 München,
[email protected]
Das Internet wird im Bereich des Lehrens und Lernens in Zukunft eine große Rolle spielen.
Im folgenden Beitrag wird das in Vorbereitung befindliche Projekt milq (Münchener InternetProjekt zur Lehrerfortbildung in Quantenmechanik) vorgestellt.
Datenströme aus dem Weltall
Verfasser: Dr. Hermann Härtel, Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN),
Olshausenstraße 62, 24098 Kiel und OStR Per Dudek, Landesinstitut Schleswig-Holstein für
Praxis und Theorie der Schule (IPTS), Schreberweg 5, 24119 Kronshagen
Von den verschiedenen Möglichkeiten, die das Internet für den Physikunterricht bietet, wird
die Idee des Telelabors vorgestellt, die im Rahmen eines IPTS-Projektes konkretisiert wird.
Es geht dabei um die online Beeinflussung der Position eines Mikrosatelliten, die
Weiterleitung von Videoaufnahmen der Erde über eine Bodenstation ins Internet und die
unterrichtliche Umsetzung dieser Thematik.
ChemNet - Erste Erfahrungen mit einer Chemievorlesung im Internet
Verfasser: Dr. Sabine Nicka,b), Sascha Schanzea), Lea Lensmenta), Dr. Klaus Rabea),
Judith Andresena), Prof. Dr. Reinhard Demutha) und Prof. Dr. Wolfgang Benschb)
a) Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) an der Christian AlbrechtsUniversität zu Kiel, Olshausenstraße 62, 24098 Kiel, [email protected]
b) Institut für Anorganische Chemie der Christian Albrechts-Universität zu Kiel,
Olshausenstraße 40, 24098 Kiel
Es gibt nur wenig Erfahrung hinsichtlich der Optimierung des Einsatzes multimedialer Lehrund Lernsoftware in der naturwissenschaftlichen Aus- und Weiterbildung: So sind
insbesondere für den chemischen Bereich kaum empirische Daten verfügbar, welche
Aussagen über die Wirksamkeit der neuen Medien auf den fachspezifischen Wissenserwerb
zulassen. Wir haben daher eine multimediale Lernsoftware zu "Anorganischen und
Allgemeinen Chemie" in einer Internet-Version entwickelt, welche uns als
Evaluationsinstrument und Evaluationsgegenstand repäsentative empirische Daten liefern
soll. In diesem Beitrag berichten wir über die Inhalte und Struktur der Internet-Vorlesung
ChemNet sowie über erste Erfahrungen mit ihrem Einsatz. Welche Personengruppen nutzen
die Vorlesung, woher stammen die Zugriffe auf unsere Internetseiten, wie viele Besucher
haben wir pro Tag und gibt es Themenbereiche, die bevorzugt abgerufen werden. Erste
Untersuchungen in der gymnasialen Oberstufe zeigen eine hohe Akzeptanz bezüglich der
inneren und äußeren Gestaltung von ChemNet.
Eine Internet-Unterrichtsreihe für den Chemieunterricht zum Thema "Brennstoffe"
Verfasser: Dr. Martin Gröger, Technische Universität Chemnitz, Institut für Chemie, Straße
der Nationen 62, 09111 Chemnitz, [email protected]; OStR Ulrich
Münker, Friedrich-Flick-Gymnasium Kreuztal, Zum Erbstollen 5, 57223 Kreuztal; Iris
Gebhardt, Kerstin Rohde, Melanie Schmidt, Jochen Schmitz, Universität Siegen,
Arbeitsgruppe "Neue Medien" am Institut für Didaktik der Chemie, Adolf-Reichwein-Str. 2,
57068 Siegen
Im Rahmen des bundesweiten Projektes uni@schule wurde eine Konzeption für eine
Unterrichtsreihe für das Fach Chemie in Klasse 10 mit dem Ziel entwickelt, die Inhalte so zu
vermitteln, dass die Medienkompetenz von Schülerinnen und Schülern sowie die
Medienkompetenz und medienpädagogische Kompetenz von Studierenden des Lehramts
gestärkt werden. In diesem Artikel wird über die Erfahrungen berichtet.
Biologieunterricht und Internet
Verfasser: Dr. Dittmar Graf, Institut für Biologiedidaktik, Karl-Glöckner-Str. 21c, 35394
Gießen, [email protected]
Der Biologiekurs Klasse 11/12/13 im Internet und Unterricht
Verfasser: StD Ernst-Georg Beck, Dorfstr. 10, 79312 Emmendingen, [email protected]
Das Internet im Biologieunterricht
Verfasser: Mag. Dr. Rudolf Öller, Ölrain 26 b, A-6900 Bregenz, [email protected]
Biologie-online-Unterricht mit und aus dem Internet
Verfasser: Hans-Dieter Mallig, Im Laimacker 32, 79249 Merzhausen bei Freiburg, [email protected]
Im Beitrag soll versucht werden, neben meiner für Biologen interessanten Website, auch die
sehr spezielle Art und Weise zu beschreiben, wie das WWW methodisch über interaktive
Selbstlernkurse im Unterricht eingesetzt werden kann. Allerdings erscheint es auf Papier
schwer machbar, eine Website so zu beschreiben, dass man die ganze Funktionalität, ihre
Vorzüge und Nachteile, abschätzen kann. Deshalb sollte der geneigte Leser, der sich
intensiv für die unterrichtliche Nutzung dieser Seite interessiert, sie auch online besuchen.
Dort findet man diese Ausführungen zusätzlich mit eingebauten Links ausgestattet, die das
Beschriebene demonstrieren.
Arbeit mit dem bzw. im Internet
Verfasser: StR Holger Schickor, Staatliches Eifel-Gymnasium Neuerburg, Pestalozzistr. 25,
54673 Neuerburg, [email protected]
Kompetenzen im Umgang mit dem Internet in der Schule
Verfasser: Dr. Peter Lautzas, Verband der Geschichtslehrer Deutschlands, LV RheinlandPfalz, Bettelpfad 46, 55130 Mainz
Es wird versucht, knapp und handlich allgemeine fächerübergreifende Lernziele für den
Umgang mit dem Internet für die Sekundarstufe II zu formulieren, die anregen mögen, in
Lehrplänen sowie vor Ort im Gespräch mit Kollegen, vor allem anderer Fachrichtungen, den
pädagogisch sinnvollen Umgang mit diesem neuen Medium anzustreben. Für die
pädagogische Beschreibung der Lernziele ist der Kompetenzbegriff besonders geeignet.
JMath - Mathematik online und interaktiv
Verfasser: OStR Rüdiger Klampfl, Eichenstraße 4, 53545 Linz, [email protected]
Mit Hilfe der für Schulen kostenlosen Autorensoftware Hot Potatoes
(http://web.uvic.ca/hrd/hotpot/) können sechs verschiedene Übungsvarianten erstellt werden,
z.B. Kreuzzahlrätsel (s. http://mathe.martinus-gymnasium.de). Die Funktionalität beruht auf
Javascript, welches der jeweilige Autor aber nicht beherrschen muss (daher JMath). Es
ergeben sich Einsatzmöglichekeiten im Intra- und Internet.
Internet im Biologieunterricht - Biologieunterricht im Internet
Verfasser: Dr. Harald Bobeth, Merian-Schule, Rheinstr. 3, 79104 Freiburg, [email protected]
Im Internet kann man bequem Informationen zu fast allen Sachgebieten sammeln, die man
auf herkömmliche Art nur über das Studium in Bibliotheken gewinnen kann. Man findet viele
ausgezeichnete Seiten, aber leider auch viel Ungeeignetes. Nach dem Vergleich vieler
Seiten kam der Wunsch auf, eigene Seiten ins Internet zu stellen. Die Möglichkeiten, die das
Internet im Unterricht bietet, nehmen wegen des rasanten technischen Fortschritts eher zu.
Sie können deshalb sicherlich noch nicht abschließend beurteilt werden.
Über das Södernet
Verfasser: Ulrich Helmich, Söderblom-Gymnasium, 32339 Espelkamp, [email protected]
Es wird in einem individuellen Bericht über die Genese einer schulischen Homepage
berichtet, die - hierarchisch gegliedert - jedem Fach seinen eigenen Platz einräumt.
Besprechungen
Bücher
2000 (Jahrgang 53)
Standpunkte
Zum Jahreswechsel
Verfasser: W. Asselborn
Thermodynamik und Strukturbildung am Beispiel der Entstehung eines
Flussnetzwerkes
Verfasser: Prof. Dr. H. Joachim Schlichting und Dr. Volkhard Nordmeier, Westf. WilhelmsUniversität, Institut für Didaktik der Physik, Wilhelm-Klemm-Straße 10, 48149 Münster
Mit allgemeinen thermodynamischen Argumenten wird versucht, eine Antwort auf die Frage
zu geben, warum Flussnetzwerke (wie sie z. B. bei der natürlichen Entwässerung von
Flächen entstehen) jene typischen verästelten, fraktalen Muster ausbilden.
Ausschlaggebend für derartige Strukturbildungsprozesse ist, dass die
Energiedissipationsrate des fließenden Wassers minimal wird. Diese Aussage wird in einem
einfachen Algorithmus zur Simulation von Flussnetzwerken umgesetzt.
Lehrerausbildung in der Zerreißprobe
Verfasser: Prof. Dr. Gottfried Merzyn, A.-Ellissen-Weg 13, 37077 Göttingen
Im Jahre 1988 trat die philosophisch-naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Basel
mit einer Stellungnahme zum Gymnasialunterricht in Naturwissenschaften und zur
Lehrerausbildung an die Öffentlichkeit. In der Schweiz wurde diese Stellungnahme der
ältesten, traditionsreichsten naturwissenschaftlichen Fakultät intensiv diskutiert, selbst in der
Tagespresse. Auch in österreichischen Fachkreisen löste die Stellungnahme eine Diskussion
aus. In Deutschland hingegen wurde sie erstaunlicherweise nicht diskutiert, und das, obwohl
sie in einer deutschen pädagogischen Zeitschrift publiziert wurde. Für die vorliegende
Betrachtung bilden die Baseler Thesen zur Lehrerausbildung den Ausgangspunkt.
Dargestellt werden zwei Befragungen zu diesen Thesen und ergänzend einige weitere
Stimmen zur gymnasialen Lehrerausbildung.
Schulpraxis
Bilder malen mit Funktionsgrafen
Verfasser: Dipl.-Math. Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach
10 motivierende Anwendungen mit mehr als 70 Funktionen
- Geradezu tierisch
- Abschnittsweise durch die Galaxie
- Grafen bringen Glück
- Im Schneckentempo zum Zielpunkt
- Parabolische Verkettungen
- Durch die Parabelbrille gesehen
- Zum Wohle der Parabeln
- Mit offenen Karten
- Logarithmische Hutmode aus Fernost
- Wintergrüße zweier Kurvenscharen
- Lösungsbilder
Ein neues, "goldenes" Polyeder
Verfasser: Henrik Philipp Bringmann, Alstater Str. 18, 69124 Heidelberg
Dieser Artikel handelt von der Entdeckung eines "goldenen" Polyeders. Gleichzeitig ist er
aber auch der Bericht einer Gratwanderung. Er beschreibt ein bislang unbekanntes
Polyeder, das aus dem Wunsch heraus geboren wurde, die Formen der Natur mathematisch
(besser?) verstehen zu können. Gleichzeitig versteht er sich aber auch als ein Hinweis auf
die Künstlichkeit dieser Bestrebung.
Verfolgungskurven - mit Tabellenkalkulation bestimmt
[email protected]
Der Einsatz von Tabellenkalkulations-Programmen erspart mühsame, sich wiederholende
Rechnungen. Zerlegt man außerdem eine komplizierte Rechnung in einzelne, kleinere
Schritte, die in benachbarten Zellen eines Rechenblatts ausgeführt werden, dann hat man
eher die Möglichkeit, die einzelnen Schritte nachzuvollziehen. Auch bei analytischgeometrischen Problemen ist es möglich, Tabellenkalkulation einzusetzen. Am Beispiel von
Verfolgungskurven soll gezeigt werden, wie man diese Kurven bestimmen und
Eigenschaften der Kurven näherungsweise ablesen kann - als Anregung für eine weitere
Beschäftigung mit dem Thema.
Physik philosophisch gestaltet
Verfasser: Dr. Peter Hobe, Rostocker Str. 10, 18209 Parkentin
Es wird ein philosophischer Einstieg in die Physik beschrieben, der sich an J. Gaarders
Roman "Sofies Welt - Roman über die Geschichte der Philosophie" anlehnt.
Zeichen von deterministischem Chaos in elektrochemischen Systemen
Verfasser: Dr. Matthias Ducci und Dr. Marco Oetken, Universität Oldenburg, Didaktik der
Chemie, Postfach 2503, 26111 Oldenburg, [email protected]
Die Erforschung strukturbildender Prozesse ist innerhalb weniger Jahrzehnte zu einem
rasant wachsenden Forschungszweig geworden. Dabei sind nicht nur periodische, sondern
auch aperiodische Verhaltensweisen in den Blickpunkt des Interesses gerückt. In diesem
Zusammenhang hat sich die Chaostheorie entwickelt, die eine Vielzahl von Methoden zur
Analyse scheinbar strukturloser Datensätze bereitstellt. Ein möglicher Zugang zu dieser
Thematik im Chemieunterricht ist das komplexe Potenzialverhalten von Nickel bei
anodischer Belastung, das im Folgenden vorgestellt und mit chaostheoretischen
Analysemethoden untersucht werden soll.
Erstellung eines Ethogramms
Verfasser: Wolfgang Weiershausen - Dr. Dittmar Graf, Institut für Biologiedidaktik, Universität
Gießen, Karl-Glöckner-Str. 21 c, 35394 Gießen, [email protected]
Beschreibungen ethologischer Schulversuche sind in der biologiedidaktischen LIteratur in
den letzten Jahren etwas in den Hintergrund getreten. Dies hat vermutlich zum einen mit der
Verunsicherung zu tun, die sich in der Folge der Diskussion um einige klassische Konzepte
der Verhaltensbiologie (z. B. Schlüsselreiz) breitgemacht hat. Zum anderen spielt aber auch
die prinzipbedingte Unsicherheit eine Rollej, ob ein Versuch gelingt oder nicht. Leider wurde
in Veröffentlichungen in der Vergangenheit nicht immer darauf hingewiesen, welche
Schwierigkeiten bei der Versuchsdurchführung auftreten können. Im folgenden und in
einigen Nachfolgebeiträgen werden ausführlich erprobte und bewährte Varianten bekannter
Versuchsanordnungen aufgegriffen und so vorgestellt, dass die Versuche im Unterricht
gelingen sollten. Als Versuchsobjekt wurde die Mongolische Rennmaus (Meriones
unguiculatus) herangezogen. Erstellt werden solle in Ethogramm; ein solches gibt einen
Überblick über das Verhaltensrepertoire einer Tierart.
Hilfe, wir haben das Internet!
Verfasser: Erwin Schorr, Albert-Schweitzer-Gymnasium, Karcherstraße 2, 66763
Dillingen/Saar, [email protected]
In nicht so bitter ernster Form wird die Begegnung mit dem neuen Informations-Medium
dargestellt. Obwohl die Möglichkeiten, die das Internet der Schule bietet, durchaus kritisch
gesehen werden, ist der Artikel ein Plädoyer für einen unverkrampften Umgang mit dieser
neuen Technologie.
Werkstattblatt
Hausnummern
Verfasser: Dr. Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln,
[email protected]
Bruchzahlen kommen als Hausnummern selten vor (Abb. 1). Üblicher ist es, bei Bedarf
Buchstaben anzufügen. So ist Birkenweg 10d eine durchaus gewöhnliche Adresse. Im
Folgenden geht es um die Statistik ganzzahliger Hausnummern. Die Nummer 10d wird zu
10,8 1/2 bedeutet 8b und wird zu 8.
Anschauliche Unanschaulichkeit?
Verfasser: Prof. Dr. Christiane S. Reiners, Dr. Jörg Saborowski, Universität zu Köln, Institut
für Chemie und ihre Didaktik, Herbert-Lewin-Str. 2, 50931 Köln
Ausgehend von der These, dass die Funktion des Computers im Chemieunterricht über die
eines bloßen Mittlers hinausgehen kann, werden im folgenden Gemeinsamkeiten und
Unterschiede zwischen Sachmodellen und Computervisualisierungen erörtert. Die
Diskussion der Vor- und Nachteile dieser Lernhilfen, die für das Denken in Modellen speziell
im Chemieunterricht und generell im naturwissenschaftlichen Unterricht bereit gestellt
werden können, dienen dem Ziel, auf die mit Computervisualisierungen gegebenen
besonderen Möglichkeiten aufmerksam zu machen.
Technik im Physikunterricht
Verfasser: Dr. Rudolf Spiegel, Wiener Weg 8, 50858 Köln
Eine Befragung von Schülern sowie von Physiklehrkräften zur Berücksichtigung technischer
Themen im Physikunterricht nach Art, Umfang und Inhalt zeigt, dass eine stärkere
Einbeziehung dieses Bereiches auf beiden Seiten befürwortet wird. Zur Realisierung wären
aber personale und organisatorische Veränderungen notwendig. Eine Entwicklung in dieser
Richtung könnte dazu beitragen, die Attraktivität des Physikunterrichtes wieder zu steigern.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Trendwende?
"Kann man tagsüber den Vollmond sehen?"
Verfasser: Dr. Burkhard Steinrücken, Westfälische Volkssternwarte und Planetarium
Recklinghausen, Stadtgarten 6, 45657 Recklinghausen, [email protected]
Weithin unbekannt sind die besonderen Phänomene und Auswirkungen der Mondbewegung
wie z. B. die Oberläufigkeit (Zirkumpolarität) in den Polarregionen, die Rückläufigkeit der
Mondbahnknoten als bestimmendes Element für die Regelmäßigkeit von Finsternissen oder
die Sichtbarkeit des Vollmondes am Tag, d. h. zeitgleich mit der Sonne am Himmel.
Ausgehend von einer Schülerfrage nach der Tagessichtbarkeit des Vollmondes wird die
geozentrische Mondbewegung diskutiert. Effekte wie die atmosphärische Lichtbrechung, die
Mondparallaxe und die Höhe des Beobachtungsstandpunktes sind dabei zu berücksichtigen.
In Zeichnungen wird die relative Lage des Horizontes, der scheinbaren Sonnenbahn
(Ekliptik) und der Mondbahn in den verschiedensten Situationen veranschaulicht.
Verfasser: Prof. Dr. Manfred J. Schmitt, Angewandte Molekularbiologie der Universität des
Saarlandes, FR 13.3, Gebäude 2, Postfach 15 11 50, 66041 Saarbrücken
Killerstämme der Hefe Saccharomyces cerevisiae zeichnen sich durch eine
cytoplasmatische Infektion mit Doppelstrang-RNA-Viren (ds-RNA-Viren) aus, die dazu führt,
dass die infizierte Hefe ein antibiotisch wirkendes Toxin produziert und dadurch eine neue
Fähigkeit erhält: die Killereigenschaft. Die dsRNA-Viren enthalten die genetische Information
für einen Toxinvorläufer (Präprotoxin), der ähnlich den Hormonen höherer Eukaryonten auf
dem intrazellulären Sekretionsweg zum biologisch aktiven Killertoxin prozessiert und
sezerniert wird. Sensitive Hefen werden in einem rezeptorvermittelten Prozess abgetötet, in
dem die viralen Killerproteine zunächst mit Rezeptoren auf den Ebenen von Hefezellwand
und Cytoplasmamembran interagieren und daraufhin ihre toxische Wirkung als Ionophore
oder Hemmstoffe der DNA-Synthese entfalten [1]. Mit Hilfe der modernen DNARekombinationstechnologie ist es mittlerweile möglich, die viralen Toxingene in PlasmidVektoren einzubauen, mit denen "normale" Hefen zu potenziellen "Killern" transformiert
werden können. Die auf diese Weise generierten Killerhefen exprimieren dann einen
Plasmid-getriebenen Killer-Phänotyp, der sich durch eine starke Toxinproduktion und eine
funktionelle (schützende) Immunität auszeichnet und somit nicht von dem Phänotyp
virusinfizierter Hefen zu unterscheiden ist [2]. Intensive zellbiologische und
molekuargenetische Analysen machen deutlich, dass die viralen Killertoxine hinsichtlich
Synthese, Prozessierung und rezeptorabhängiger Wirkungsweise erstaunliche Ähnlichkeiten
zu den Hormonen höherer Eukaryonten aufweisen. Durch intensive Struktur- und
Funktionsnanalysen des viralen Killersystems ist es mittlerweile möglich, Killerviren so zu
manipulieren, dass sie mittelfristig als effektives Vektor- und Transfersystem zur
gentechnischen Produktion medizinisch/pharmazeutisch interessanter Substanzen
eingesetzt werden könnten. Aufgrund der selektiv-toxischen Wirkung auf Hefen und höhere
Pilze sollte es zudem möglich sein, gentechnisch hergestellte Killertoxine als biologisch
hochaktive Biopharmaka zur Behandlung recht häufiger und therapeutisch schwer
zugänglicher Pilzinfektionen beim Menschen einzusetzen [3, 4].
Schulpraxis
Spieltheorie
Verfasser: OStR Dr. Joachim Ramcke, Lindenstraße 41, 25482 Appen, Gymnasium
Willböden, Hamburg
Im Bestreben, den oft als spröde empfundenen Mathematik-Unterricht mit bunten
Anwendungen zu beleben, ist die Spieltheorie in ihrer Vielseitigkeit besonders geeignet. Sie
ermöglicht zudem Verknüpfungen mit anderen Teilgebieten der gehobenen
Schulmathematik. Im Folgenden sollen endliche Zwei-Personen-Nullsummenspiele
behandelt werden; der Gewinn eines der beiden Spieler ist dabei zugleich der Verlust des
anderen. Die Betrachtung beschränkt sich auf den Fall, dass jedem der beiden Gegenspieler
lediglich zwei Strategien zur Verfügung stehen.
Experimente mit der natürlichen Bevölkerungsentwicklung
Verfasser: Hermann Lüdicke, Borsteler Trift 79, 27283 Verden
Schülerberg, Lehrerschwemme, Rentnerberg - griffige Vokabeln aus Politik und Medien oder
Realitäten? Und wenn schon real, sind das statistische Schwankungen, periodische
Vorgänge oder säkulare Entwicklungen? Wirken sie sich positiv oder negativ aus? Lauter
Fragen, die sich mit der Rechenleistung unserer häuslichen Rechenknechte durchaus
oberhalb des Stammtisch- oder des Lehrerzimmerniveaus beantworten lassen, versuchen
Sie es doch auch einmal!
Anmerkungen zur Ablenkung geladener Teilchen in elektrostatischen Querfeldern
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Fachhochschule und Berufskollegs NTA Prof. Dr. Grübler,
Seidenstraße 12 - 35, 88316 Isny i. Allgäu, [email protected]
Die Berechnung der Ablenkung geladener Teilchen im elektrostatischen Feld eines
Plattenkondensators gehört zu den Standardaufgaben im Unterricht. Da zur Vereinfachung
die Feldinhomogenitäten am Rand des Kondensators üblicherweise vernachlässigt werden,
ergeben sich paradoxe Ergebnisse für die kinetische Energie des Elektrons.
Ohne Kopfschmerzen durch die Organische Chemie - mit Aspirin®
Verfasser: OStR Albrecht Düntsch, Völkerskamp 18, 49610 Quakenbrück
Am Beispiel Aspirin wird ein Unterrichtsgang aufgezeigt, der die wesentlichen
Arbeitsmethoden der Organischen Chemie in der Sekundarstufe II umfasst und der sich
besonders am Schülerpraktikum orientiert. Das Ziel ist die Strukturaufklärung der
Acetylsalicylsäure. Zunächst wird aus dem Stoffgemisch die Reinsubstanz isoliert. Dann
werden die Summenformel und anschließend die Strukturelemente ermittelt. Die
instrumentelle Analytik wird in Form der IR- und 1H-NMR-Spektroskopie mit einbezogen.
Schließlich werden Hinweise zur präparativen Chemie gegeben.
Redoxreaktionen von Kohlenstoffdioxid mit Metallen - einige überraschende
Ergebnisse
Verfasser: Jens Möllering, Siebertalstr. 21, 30419 Hannover; Prof. Dr. Alfred Flint, Universität
Rostock, FB Chemie, Abt. Didaktik, Buchbinderstr. 9, 18055 Rostock
Die Redoxreaktion von Kohlenstoffdioxid mit Magnesium ist offensichtlich wesentlich
komplexer, als es in aktuellen Schul- und Experimentierbüchern beschrieben wird. Die
entsprechende Umsetzung von Kohlenstoffdioxid mit Zink ermöglicht bei geeigneter
Durchführung einen problemorientierten, experimentellen Zugang zum Kohlenstoffmonooxid
und zum Redoxsystem CO2/CO.
Einflugschneise "Facharbeit" für Drosophila in die Schule?
Verfasser: Dr. Dirk Krüger, Universität Hannover, Zentrum für Didaktik der Natur- und
Sozialwissenschaften, Institut für Didaktik der Naturwissenschaften, Abteilung Biologie,
Bismarckstraße 2, 30173 Hannover, [email protected]
Praktische Arbeiten mit Drosophila melanogaster eignen sich durch den kurzen
Generationszyklus der Fruchtfliege hervorragend für die z. B. in Niedersachsen
sechswöchige Bearbeitungszeit einer Facharbeit. Die hier vorgestellte SchülerUntersuchung der Entwicklungsdauer von Drosophila unter Variation der Faktoren Stamm,
Temperatur und Anzahl Elternpaare ermöglichen eine Anbindung an
stoffwechselpysiologische und ökologische Themen der Sekundarstufe II. Als didaktischer
Erfolg ist zu werten, dass den Schülern die Planung und Durchführung der Experimente
selbstständig gelang, sie motivierte und an wissenschaftspropädeutische Fragestellungen
heranführte. Die Schwierigkeiten der Schüler mit der Auswertung und Diskussion der
Ergebnisse können durch Maßnahmen des Lehrers verringert werden. Insgesamt mündet
die Bewertung der Experimente in einer Reihe von Vorschlägen für den Lehrer. Zu den
Ergebnissen gehörten, dass höhere Temperaturen die Entwicklungsdauer von Drosophila
verkürzten. Die Anzahl Elternpaare wirkte sich nicht auf die Entwicklungsdauer, aber bedingt
auf die maximale Anzahl geschlüpfter Fliegen aus. Die beiden Geschlechter schlüpften unter
allen Bedingungen gleichzeitig. Die Mutanten unterschieden sich in keinem untersuchten
Kriterium vom Wildtyp.
Experimente zum Verständnis von Thermostatventilen
Verfasser: Dieter Plappert, Friedrich-Gymnasium, Jacobistr. 22, 79104 Freiburg,
[email protected]
Thermostatventile werden häufig zur Temperaturregelung von Zentralheizungskörpern
verwendet. Obwohl ihre Funktionsweise einfach zu verstehen ist, werden sie im Alltag sehr
häufig falsch verwendet: statt sie als Thermostate einzusetzen, die durch eine sehr
empfindliche Selbststeuerung für die durch eine Kennzahl gewählte Raumtemperatur
sorgen, werden sie als "Wasserhahn" benutzt, der bei zu hoher Temperatur zugedreht wird.
Die im Folgenden beschriebenen Versuche sollen die Wirkungsweise von
Thermostatventilen im Demonstrations- bzw. Praktikumsexperiment erlebbar werden lassen.
Analysisunterricht mit einem CAS
Verfasser: Dr. H. R. Schneebeli, Margelstr. 14, CH-5430 Wettingen, [email protected]
Die technologische Entwicklung macht vor der Schule nicht Halt. Computer-AlgebraSysteme (CAS) werden auf Taschenrechnern angeboten. Was die Schule betrifft, so sind
gewohnte Inhalte und Methoden unter den sich wandelnden Bedingungen laufend zu
überprüfen. Es lohnt sich, den Fall der Analysis genauer zu betrachten. Zu diesem Zweck
müssen wir uns auf den Istzustand im Unterricht besinnen und mögliche
Entwicklungsrichtungen abschätzen.
Besprechungen
Bücher
91. MNU-Kongress 2000 in Stuttgart
Gibt es ein Schwarzes Loch im Mittelpunkt unserer Milchstraße?
Verfasser: Prof. Dr. Friedrich W. Hehl, Marc Toussaint, Universität zu Köln, Institut für
Theoretische Physik, 50923 Köln
"Schwarzes Loch" - das gehört heute zum Wortschatz des zeitgemäßen Menschen. Er
assoziiert damit vielleicht mystifizierte Physiker oder Illustrationen à la Star Trek. Dass sich
die Idee eines "Schwarzen Loches" aus einfachsten Mechanismen der Gravitation ableiten
lässt, dass sie schon im 18. Jahrhundert entwickelt wurde und dass die Existenz eines
Schwarzen Loches in unserer Galaxie heute als gewiesen gilt - dies jedoch bleibt oft
verborgen. Der Aufsatz will hier Abhilfe schaffen und gezielt einen Gegenpol zu
medienwirksamen Darstellungen des Themas setzen.
Schulpraxis
Fächerverbindender Unterricht in der gymnasialen Oberstufe
Mathematische Modellbildung in der Mikrobiologie
Verfasser: Prof. Dr. Werner Georg Nowak, Institut für Mathematik u. Ang. Statistik und Prof.
Dr. Karl Bayer, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Universität für Bodenkultur, Wien,
[email protected] und [email protected]
Das Anwachsen von Mikroorganismen in einer Nährlösung wird realitätsgetreu
mathematisch modelliert unter effizientem Einsatz von Techniken der üblichen
Schulmathematik.
Ein klassisches Problem - dynamisch visualisiert
Verfasser: Rainer Danckwerts, Dankwart Vogel, Dorothee Maczey, Uni-GH Siegen, 57068
Siegen
Computergestützte Visualisierungen können das Lernen von Mathematik beflügeln; nach wie
vor unentbehrlich bleibt das mathematische Argumentieren. Diese These wird an einem
Beispiel beleuchtet. Es zeigt sich: Die unterrichtliche Verwendung wie auch die Entwicklung
geeigneter Software stellt besondere konzeptionelle Ansprüche.
Approximation der Binomialverteilung durch die Normalverteilung
[email protected]
Mithilfe der Grafikmodule eines Tabellenkalkulatiosprogramms lässt sich die Approximation
der Binomialverteilung durch die Normalverteilung veranschaulichen, sogar der Term der
gaußschen Dichtefunktion numerisch herleiten.
Parameterdarstellung eines Kreises im IR3
Verfasser: StD Dr. Christian Rühenbeck, Postfach 1128, 37116 Bovenden
Ein kürzlich erschienener Aufsatz zur Parameterdarstellung von schiefen Parabeln im IR3
regt an, Zusammenhänge dieser Art für Kreise im IR3 vorzustellen.
Rechenbäume
Verfasser: StR Dr. Nils Empacher, Wacholderweg 32, 70597 Stuttgart
Mit dem Zusammenhang zwischen der Klammersetzung beim Termen und den
dazugehörigen Rechenbäumen kann man sich auf verschiedenen Klassenstufen
beschäftigen. Dabei lässt sich zu jedem Term mit n Rechenzeichen ein binärer Baum der
Ordnung n zeichnen und somit Fragen aus Arithmetik, Grafentheorie und Kombinatorik
verknüpfen. Auf der Oberstufe kann eine Formel zur Berechnung der Anzahl An der Bäume
der Ordnung n diskutiert werden.
Eigenschaften der um 1 vermehrten Zehnerpotenzen
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Straße 15a, 92648 Vohenstrauß
Bei der Faktorisierung der um 1 vermehrten Zehnerpotenzen lassen sich Gesetzmäßigkeiten
erkennen, durch die dieses schwierige Problem leichter zu lösen ist. Tritt dabei ein Faktor
zweimal auf, können interessante Eigenschaften gefunden werden. Ein Zusammenhang
zwischen den Faktoren und der Periodenlänge der Kehrwerte dieser Faktoren wird
hergestellt. Diese Entdeckungen können bereits von Schülerinnen und Schülern der
Mittelstufe nachvollzogen werden.
Setzen sich Vögel wirklich auf Hochspannungsleitungen?
Verfasser: Prof. Dr. Axel Donges, Fachhochschule und Berufskolleg NTA Prof. Dr. Grübler,
Seidenstraße 12 - 35, 88316 Isny im Allgäu, E-Mail: [email protected]
Entgegen der weit verbreiteten Meinung setzen sich Vögel nicht auf spannungsführende
Leiterseile von großen Überlandleitungen.
Polarimetrische Untersuchung von Erfrischungsgetränken
Verfasser: Heiko Hörmeyer, An der Rundsporthalle, 46485 Wesel; [email protected]
Bei Zuckerkonzentrationsbestimmungen in sauren Erfrischungsgetränken lässt sich eine
langsam fortschreitende Hydrolyse der enthaltenen Saccharose beobachten. Neben
Hintergrundinformationen zur Rohrzuckerinversion in Erfrischungsgetränken und zur
Zuckerkonzentrationsbestimmung in sauren Erfrischungsgetränken wird eine Möglichkeit
aufgezeigt, wie diese Beobachtung zur Problematisierung des Phänomens
Rohrzuckerinversion im Chemieunterricht der Sekundarstufe II genutzt werden kann.
Umweltprojekt HESSNET - Fließgewässer in Hessen
Verfasser: Dr. Eberhard Scholl, Schulbiologiezentrum des Landkreises Marburg-Biedenkopf,
Am Freibad 19, 35216 Biedenkopf, [email protected]
Seit fünf Jahren läuft das Gewässerprojekt "HESSNET". Der Artikel gibt einen Überblick über
das Projekt und erläutert seinen fächerübergreifenden Ansatz. Die Messmethoden und die
Möglichkeiten des Datenaustausches sowie Kontaktadressen werden aufgeführt.
Sex gewinnt
Verfasser: Oliver Bossert, Burgstraße 21, 65817 Eppstein, Ulrich Bossert, Josef-WirmerStraße 26, 60488 Frankfurt, [email protected]
Das vorgestellte Programm simuliert das evolutionäre Wettrennen zweier Populationen
gegen einen Parasiten. Die eine Population pflanzt sich ungeschlechtlich, die andere
geschlechtlich fort. Wachstum und Fitness der beiden Populationen können über die
Generationen verfolgt werden.
Versuche zu stehenden akustischen Wellen mit der Demonstrationswindlade
Verfasser: Prof. Dr. Georg Loos, Fachhochschule Nürnberg, Fachbereich
Allgemeinwissenschaften, Physik, Keßlerplatz 12, 90489 Nürnberg, [email protected]
Zur Demonstration stehender akustischer Wellen im Physikunterricht werden verschiedene
Typen von Orgelpfeifen verwendet, die auf einer speziell dafür angefertigten Windlade
stehen. Funktionsweise und Klangfarben von Labial- und Zungenpfeifen können damit
erklärt werden. Mit einem Spektralanalysator werden die in den Klängen enthaltenen
Eigenschwingungen vermessen.
Ein Gedankenexperiment zum Induktionsgesetz
Verfasser: Dr. Jörg Renner, Deutsche Schule Istanbul, privat: Serdar Ekrem Sok. 56/D. 30,
TR 80020 Beyoglu-Istanbul
Im ersten Teil des Beitrags wird noch einmal der in allen Lehrbüchern vorgezeichnete Weg
skizziert, auf dem man die Abhängigkeit der Induktionsspannung von ΔA/Δt zeigt. Nicht in
den Lehrbüchern aufgeführt ist der zweite Teil dieser Arbeit. Hier wird dargelegt, dass die
durch ΔB/Δt entstehende Induktionsspannung ebenfalls auf eine Relativbewegung zwischem
dem magnetischen Feld und dem elektrischen Leiter zurückgeführt werden kann.
Wissenschaftliches Arbeiten in Projekten für Studienanfänger
Verfasser: Professor Jens Josephsen, Ph. D., Department of Life Sciences and Chemistry,
Roskilde University, Postboks 260, 4000 Roskilde, Dänemark
Naturwissenschaftliche Ausbildungsgänge mit forschungsähnlichen Projekten als vom
Anfang bis zum Ende des Studiums dominierende Studienelemente wurden seit mehr als 25
Jahren an der neuen kleinen Universität Roskilde entwickelt. Die ersten zwei Jahre des
Studiums bieten ein naturwissenschaftliches Grundstudium für alle Studenten, die sich
später in naturwissenschaftlichen Fächern und Mathematik spezialisieren. Es wird Wert
darauf gelegt, dass die Studenten mit Problemen arbeiten, die von ihnen selbstständig doch nach Beratung durch den Betreuer - formuliert werden. Solche Probleme, die nach den
Regeln wissenschaftlicher Traditionen bearbeitet werden, laufen als Projekte jeweils über ein
halbes Jahr und machen da die Hälfte der Studienzeit aus. Beispiele von Projekten des
ersten Studienjahres illustrieren, wie die Studienanfänger aktiv verschiedene Phasen des
Forschungsprozesses durchlaufen und somit auch mit sämtlichen Elementen
experimentellen Arbeitens in Berührung kommen.
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Europa - und wir?
Verfasser: Ottheinrich Düll
Schulpraxis
Nur geringes Wissen über Ökologie - und was man dagegen tun kann
Verfasser: Dr. Sabine Müller und Prof. Dr. Almut Gerhardt-Dircksen, Lehrstuhl für Biologie
und Didaktik der Biologie, Universität Bielefeld, Fakultät für Biologie, Postfach 10 01 31,
33501 Bielefeld
Ausgehend von den Ergebnissen einer empirischen Studie zum ökologischen Wissen von
Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe in Nordrhein-Westfalen und
Sachsen-Anhalt wird ein Strukturschema für einen Unterricht mit ökologischen Inhalten
entwickelt und vorgestellt, in dem dem Interesse und den praktischen Tätigkeiten der
Schülerinnen und Schüler, insbesondere dem freilandbiologischen und experimentellen
Arbeiten im Labor, ein hoher Stellenwert eingeräumt wird. Dazu wurden im Vorfeld eigene
freilandbiologische und labortechnische Untersuchungen in Hinblick auf den zu
konzipierenden Unterricht durchgeführt. Die daraus entwickelten Unterrichtsreihen wurden
erprobt und überarbeitet. An einem konkreten Beispiel ("Zum Einfluss abiotischer Faktoren
auf Höhere Pilze") wird die Umsetzung des Strukturschemas vorgestellt.
Bioethik am Beispiel des Bt-Mais
Verfasser: Jürgen Kreuz, Kölnstraße 247, 53117 Bonn, [email protected], Martin Völker,
Römerstraße 148, 53117 Bonn, Berthold Durst, Fachdidaktik Biologie, Kirschallee 1, 53115
Bonn
Im Beitrag wird eine Unterrichtssequenz vorgestellt, in der eine bioethische Diskussion auf
der Grundlage von Informationen aus dem Internet geführt wird.
Die Sonnenfinsternis 1999 in Ungarn
Verfasser: Prof. Dipl.-Ing. Hartwig Junge, Lärchenweg 11, 14055 Berlin
Die Sonnenfinsternis am 11. August 1999 wurde von der Tages- und Fachpresse in sehr
unterschiedlicher Weise behandelt. Dabei wurden Zahlenangaben gemacht, bei denen sich
für manchen Leser die Frage nach deren Herleitung stellte. Hier soll nun versucht werden,
einige Zusammenhänge aus den gegebenen Ephemeriden zu entwickeln. Dabei sind
vertretbare Vereinfachungen und Spezialisierungen, z. B. die Wahl eines Beobachtungsortes
in Ungarn, sinnvoll, um den "roten Faden" nicht aus den Augen zu verlieren.
Erklärung des Fliegens in der Schule
Verfasser: Dr. Rita Wodzinski, Universität München, Lehrstuhl für Didaktik der Physik,
Schellingstraße 4, 80799 München, [email protected] und PD Dr. Alfred
Ziegler, Carl-Schurz-Schule, Holbeinstraße 21-23, 60596 Frankfurt/Main, [email protected]
Der Beitrag analysiert die drei gängigen Erklärungsmuster zum Fliegen: die Druckerklärung,
die Rückstoßerklärung und den Vergleich mit dem rotierenden Zylinder. Die fachlichen
Verknüpfungen zwischen den Erklärungsmustern werden aufgedeckt und erste
Konsequenzen für Unterricht abgeleitet.
Gleichschenklige Dreiecke legen - ein didaktisches Projekt
Verfasser: Mag. Manfred Floderer, Bockfliesserstraße 157, A-2232 Deutsch Wagram, Dr.
Heinrich Schneider, Schiffmühlenstraße 99/2/16, A-1220 Wien
Wie viele verschiedenartige gleichschenklige Dreiecke mit ganzzahligen Seitenlängen gibt
es bei gegebenem Umfang u? Die Antwort wird zunächst in experimenteller Gruppenarbeit
induktiv erarbeitet. Die aus den experimentellen Ergebnissen erkennbaren Strukturen führen
zu einfachen Formeln.
Restequantelung bei ganzzahliger Verteilung
Verfasser: StD Klaus-Michael Becker, HImmelohstraße 135, 58454 Witten
Untersucht wird ein Phänomen bei Restsummen, das bei allen Verteilungen auftritt, die
proporzgerecht und ganzzahlig zu erfolgen haben.
Fehlerabschätzungen bei numerischen Verfahren
Verfasser: Dr. Karl Reichmann, Markgräflerstraße 37, 79379 Mülheim,
[email protected]
Der Artikel beschäftigt sich mit Fehleraussagen beim Newton-Verfahren, dem
Sekantenverfahren, numerischen Integrationsverfahren und bei numerischer Differentiation.
Die mathematischen Hilfsmittel werden bereitgestellt. Der für die Numerik bedeutsame
Begriff des Fehlers und seiner Kontrolle wird für den Unterricht erschlossen. Auch der Begriff
der Konvergenz kann mit neuem Leben gefüllt werden.
Einzugsbereiche von Nullstellen beim Sekantenverfahren
Verfasser: Dr. Karl Reichmann, Markgräflerstraße 37, 79379 Mülheim,
[email protected]
Der Einzugsbereich einer Nullstelle ist die Menge aller Startwerte, die zur Konvergenz der
zugehörigen Iteration, gegen diese Nullstelle führt. Diese Punktmengen sind beim
Sekantenverfahren überraschend kompliziert und von ästhetischer Gestalt. Hierbei treten
grundlegende Eigenschaften fraktaler Mengen zu Tage. Einzugsbereiche eignen sich als
Einstieg in die Welt des deterministischen Chaos.
Zwei Anwendungen von Thorium
Verfasser: Prof. Dr. Robert J. Schwankner, Axel Bettermann, Joachim Dorner, Dr. Christian
Feigl, Dipl.-Ing. (FH) Rudolf Laubinger, Florian Vilser, Fachgebiet UmweltchemieRadioökologie, Fachhochschule München, Karlstraße 6, 80333 München
Die weite Verbreitung von Z = 90, Thorium, in Legierungen sowie in Oxidform führt über
verschiedene Expositionspfade zu einer messbaren strahlenhygienischen Belastung bei
Produkten und Umgang. Wegen der ausgeprägten Radiotoxizität von Alphastrahlern kommt
deshalb einer näheren Betrachtung dieser anthropogen erhöhten natürlichen
Strahlenexposition Bedeutung zu.
Mausefallenautos und andere Projekte im Physikunterricht
Verfasser: Dr. Angela Köhler, San Francisco University, High School, 3065 Jackson Street,
San Francisco CA 94115, USA, [email protected]
Schüler in amerikanischen High Schools haben erst in Klasse elf oder zwölf zum ersten Mal
Physikunterricht, dann allerdings gleich vier bis fünf Wochenstunden. Im ersten Halbjahr
erlernen sie die Grundbegriffe der Mechanik. In dem hier beschriebenen Kurs bekommen sie
am Ende des ersten Halbjahres die Projektaufgabe gestellt, ein nur von einer Mausefalle
angetriebenes Fahrzeug zu konstruieren, das möglichst weit fährt. Die Fahrzeuge fahren in
einem öffentlichen Rennen um die Wette. In der schriftlichen Erörterung ihres Erfolges oder
Misserfolges beschreiben die Schüler anschließend die physikalischen Prinzipien hinter ihrer
Konstruktion.
Das Donator-Akzeptor-Prinzip in der Schulpraxis
Verfasser: Prof. Dr. Christiane S. Reiners, Markus Prechtl, Ullrich Oettinger, Universität zu
Köln, Institut für Chemie und ihre Didaktik, Herbert-Lewin-Str. 2, 50931 Köln
Das Donator-Akzeptor-Prinzip wird als eine universelle Systematisierungshilfe expliziert, die
sowohl im Chemieunterricht wie auch in einem fachangrenzenden Unterricht die Möglichkeit
bietet, sowohl an Alltagserfahrungen anzuknüpfen als auch fachwissenschaftliche
Systematisierungen fachimmanent und fächerübergreifend zu vernetzen.
Leserbriefe
Besprechungen
Standpunkte
Schulintern?
Verfasser: G. Bitsch, M. Komma
Quantencomputer - Was verbirgt sich dahinter?
Verfasser: Dr. Gesche Pospiech, Institut für Didaktik der Physik, J. W. Goethe-Universität
Frankfurt/M., Gräfstraße 39, 60486 Frankfurt/M., [email protected]
Quantencomputer sind ein junges, sich stürmisch entwickelndes Gebiet, das auch Resonanz
in den Medien findet. Hier soll eine kurze Einführung in die Grundlagen dieses neuen
Themas gegeben werden, das zugleich die Fundamente der Quantentheorie beleuchtet. Von
daher ist dieses Gebiet auch von grundsätzlichem Interesse für die Vermittlung der
Quantenphysik.
Nur geringes Wissen über Ökologie - eine empirische Studie
Verfasser: Dr. Sabine Müller und Prof. Dr. Almut Gerhardt-Dircksen, Lehrstuhl für Biologie
und Didaktik der Biologie, Universität Bielefeld, Fakultät für Biologie, Postfach 10 01 31,
33501 Bielefeld
Im Gesamtzusammenhang einer Dissertation, die sich mit der Vermittlung ökologischer
Zusammenhänge in der gymnasialen Oberstufe Nordrhein-Westfalens beschäftigt, erfolgte
eine empirische Untersuchung mit knapp 500 Probanden. Die Analyse der hier in Auswahl
vorgestellten Ergebnisse dieser in Sachsen-Anhalt und Nordrhein-Westfalen
stichprobenartig durchgeführten Fragebogenstudie macht vor allem Folgendes deutlich:
Einerseits verfügen die Schülerinnen und Schüler nur über geringe ökologische
Grundkenntnisse und sind kaum in der Lage, ökologische Zusammenhänge herzustellen,
anderseits ist ihr Interesse an ökologischen Fragestellungen jedoch als hoch einzuschätzen.
Diese Ergebnisse dienten als Basis zur Erarbeitung eines Strukturschemas für freiland- und
labororientiertes Arbeiten im Ökologieunterricht der gymnasialen Oberstufe. In einem
Folgeartikel wird ein Umsetzungsbeispiel vorgestellt.
Schulpraxis
Warum sind Pfützen elliptisch?
Verfasser: Marco Haschka, Hans A. Kestler, Abt. Neuroinformatik und Abt. Innere Medizin II,
Universität Ulm, Robert-Koch-Straße 8, 89081 Ulm, [email protected]
In dieser Arbeit wird eine überraschende Verbindung zwischen der zweidimensionalen
Taylorentwicklung und der alltäglichen Beobachtung, dass Pfützen meistens elliptisch sind,
hergestellt. Dreieckig oder quadratisch geformte Pfützen beobachtet man sehr selten.
Die Arbeit wagt sich zwar an die Grenzen der Oberstufenmathematik, zeigt aber den
Schülern, dass mathematische Sachverhalte durchaus eine Beziehung zur Realität haben
können.
Ein Plädoyer für die Kurvendiskussion - aus der diskreten Sicht des Rechners!
Verfasser: Dr. Werner Hartmann, Patrick Streule, Department Informatik, ETH Zürich CH8092 Zürich, www.tedu.inf.ethz.ch/hartmann/
Moderne Hilftmittel wie graphikfähige Taschenrechner oder Computer Algebra Systeme
stellen die traditionellen Kurven- und Funktionsdiskussionen im Mathematikunterricht
zunehmend in Frage. Die Auseinandersetzung mit der Funktionsweise solcher
Rechnerprogramme führt aber gerade zurück zu den wichtigen Grundbegriffen der Analysis.
Mit einem einfachen Papiermodell lässt sich die diskrete, eingeschränkte Sicht des
Rechners zudem sehr einfach im Unterricht simulieren.
Induktive Reihengrenzwertbestimmungen
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Straße 15 A, 92648 Vohenstrauß
Von den Reihen 1/2 + 2r/22 + 3r/23 + ... + kr/2k + ... werden mit Hilfe der ersten Teilsummen
Formeln für die n-te Teilsumme s(n) ermitteln und auf s(n + 1) geschlossenen. Damit wird
dann der Grenzwert bestimmt.
Seitenlänge und Flächeninhalt eines einem Dreieck einbeschriebenen Quadrats
Verfasser: Gerhard Sailer, August Hebenstreitstraße 69, 75417 Mühlacker
Als Anwendung der zentrischen Streckung wird in der Schulmathematik häufig das
Verfahren behandelt, einem gegebenen Dreieck ein Quadrat einzubeschreiben. Berechnet
werden Seitenlänge und Flächeninhalt dieses Quadrats.
Die Magnetschnellbahn Transrapid im Experiment
Verfasser: Markus Uhlenbrock, Dr. Volkhard Nordmeier und Prof. Dr. H. Joachim Schlichting,
Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Fachbereich 11, Institut für Didaktik der Physik,
Wilhelm-Klemm-Straße 10, 48149 Münster, [email protected]
Die Magnetschnellbahn Transrapid ist die bekannteste Anwendung des Linearmotors als
Fahrzeugantrieb. Ohne die Fahrbahn zu berühren, wird das Fahrzeug von
elektromagnetischen Wanderfeldern auf Geschwindigkeiten von über 400 km/h beschleunigt.
In einem Demonstrationsexperiment zum Linearmotor mit handelsüblichen Lehrmitteln
lassen sich Entstehung und Wirkung von elektromagnetischen Wanderfeldern und somit die
Funktionsweise des synchronen Langstator-Linearmotors veranschaulichen.
Die Bedeutung der Ozeane im Kohlenstoffkreislauf
Verfasser: Antje Paschmann, Tönjes de Vries, Katrin Lüchtenborg, Noushin Arshadi, Ilka
Parchmann, Universität Oldenburg, Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie, Postfach 25
03, 26111 Oldenburg
Lernzirkel zur Behandlung der Stoffeigenschaften
Verfasser: Gabriele Leerhoff, Realschule Emden, Am Herrentor 20, 26725 Emden; Jens
Möllering, Ratsgymnasium, Büschingstraße 37, 31655 Stadthagen; Dr. Ingo Eilks,
Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 DortmundAntje
Paschmann, Tönjes de Vries, Katrin Lüchtenborg, Noushin Arshadi, Ilka Parchmann,
Universität Oldenburg, Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie, Postfach 25 03, 26111
Oldenburg
Lernzirkel kommen im naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II trotz
ihrer guten Möglichkeiten hinsichtlich des selbstständigeren Lernens, der inneren
Differenzierung sowie weiterer unterrichtsorganisatorischer Vorteile bisher nur vereinzelt
zum Einsatz. Es wird eine Unterrichtssequenz skizziert, die eine schülerorientierte
Annäherung an das Thema "Charakterisierung von Stoffeigenschaften" im Chemieunterricht
erlaubt.
Kieselalgen - ein interessantes Thema für den Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Susanne Brezmann, Saseler Kamp 96 a, 22393 Hamburg
In diesem Beitrag werden Vorschläge zur methodischen Gestaltung des Unterrichts bei der
Behandlung der Diatomeen (Kieselalgen) unterbreitet. Die vorgestellten Tafelbilder, Vorlagen
für Folien und Aufgaben sind für den Unterricht in der Sekundarstufe I geeignet. Besonders
herausgestellt wird die Notwendigkeit, Erkenntnistätigkeiten eindeutig voneinander
abzugrenzen.
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Lernen von Mathematik und Naturwissenschaften im Kontext
Chemie im Kontext
Verfasser: Dr. Ilka Parchmann, Universität Oldenburg, Fachbereich Chemie, Didaktik der
Chemie, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg, Prof. Dr. Bernd Ralle, Universität Dortmund,
Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, Prof. Dr.
Reinhard Demuth, IPN an der Universität Kiel, Olshausenstraße 62, 24098 Kiel
Es wird die Grundlegung für ein neues Chemiecurriculum für die Sekundarstufe II
beschrieben, in dem die Orientierung an lebensweltlichen Kontexten auf der Basis eines
pragmatischen Konstruktivismus eine herausragende Bedeutung hat. Das
fachlichsystematische Lehren und Lernen wird auf wenige Basiskonzepte zurückgeführt und
der Forderung nach Einbindung von Inhalten in Kontexte und Bedeutungsgehalte
untergeordnet. Dabei soll der strukturierte Aufbau von disziplinärem Wissen durch
mehrdimensionale Verknüpfung von Kontexten und Basiskonzepten erreicht werden. Die
Vorgehensweise ist durch die Vielfalt der Unterrichtsformen und Unterrichtsmethoden
gekennzeichnet. Sie folgt der Einschätzung, dass Schülerinnen und Schülern vielfältige
Wege des Zugangs zu einem bestimmten Inhalt eröffnet werden müssen.
Biologische Themen in Wochenzeitschriften
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Hesse, Dr. Jutta Lumer, Institut für Didaktik der Biologie,
Universität Münster, Fliednerstraße 21, 48149 Münster
Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine Analyse der biologischen Inhalte ausgewählter
Pressemedien vor der Fragestellung, ob der Schulunterricht die Schüler auf die Rezeption
biologischer Sachverhaltsdarstellungen in Wochenzeitschriften vorbereitet. Dabei werden
journalistische Aspekte der Berichterstattung zu biologischen Inhalten erfasst. Für einen
detaillierteren Einblick ist ermittelt worden, in welchem Umfang einzelne Teildisziplinen der
Biologie und welche biologischen und biochemischen Themen erörtert werden. Aus den
gewonnenen Ergebnissen werden Rückschlüsse auf das fachwissenschaftliche Niveau und
auf die thematischen Schwerpunkte der biologischen Berichterstattung gezogen, um zu
ermitteln, welchen Beitrag diese Medien zur biologischen Bildung leisten.
Schulpraxis
Ein einfaches Poissonmodell für Ligawettbewerbe im Sport
Verfasser: Dr. rer. nat. Wolfgang Schwarz, Ortrudstraße 5, 12159 Berlin
Wir beschreiben eine elementare, doch realistische Anwendung der Poissonverteilung zur
Modellierung der Resultate einer kompletten Spielsaison von Ligawettkämpfen, die
Sportteams nach dem Muster des vollständigen Paarvergleichs austragen. Wir illustrieren an
dem Beispiel der deutschen Fußball-Bundesliga die praktische Arbeit mit einem
Wahrscheinlichkeitsmodell, insbesondere wie aus einfachen Modellannahmen kritische
Vorhersagen abgeleitet und diese mit "echten" Daten (hier: den Ergebnissen der FußballBundesligasaison 1997/98) verglichen werden können.
ARD-Lotto-Show - Zwei stochastische Probleme
Verfasser: Prof. Dr. Norbert Henze und Dr. Bernhard Klar, Universität Karlsruhe, Institut für
Mathematische Stochastik, Englerstraße 2, 76128 Karlsruhe
In der Finalrunde der ARD-Lotto-Show gewinnt derjenige von sechs Kandidaten den
Hauptpreis von einer Million DM, dessen Nummer als erste zum dritten Mal aus 18 Kugeln
gezogen wird. Dabei ist die Nummer jedes Kandidaten dreimal vertreten. Wir geben die
Verteilung der Anzahl der hierfür nötigen Ziehungen an und bestimmen die
Wahrscheinlichkeit des in der Premiere der Lotto-Show am 29.08.1998 eingetretenen
"kuriosen" Ereignisses, dass eine Nummer dreimal direkt hintereinander auftritt.
Glaskunst und Reflexion
Verfasser: Prof. Dr. Harald Riede, Universität Koblenz-Landau, Fachbereich 3
Naturwissenschaften, Mathematisches Institut, Rheinau 1, 56075 Koblenz, [email protected]
Der Handel bietet einen kunstvollen Glasschmuck an, dessen raffinierte optische Wirkung in
herausforderndem Gegensatz steht zur Einfachheit der erzeugenden Technik. Die
geometrisch-optische Erschließung gelingt auf elementarem Niveau über
unterrichtsrelevante Sachverhalte.
Wer den Pfennig nicht ehrt ... - Ein "Problem" mit der EURO-Umstellung
Verfasser: Dr. H. G. Schönwald, Wildener Straße 36, 57290 Neunkirchen/Siegerland
Die Umstellung der nationalen Währungen auf EURO wird anhand von mathematisch
formulierten Modellen vollzogen. Deshalb können Überlegungen zu diesem Thema
fächerübergreifend den üblichen Unterrichtsstoff durch zusätzliche Aspekte aktuell
bereichern. Das folgende Problem wurde dem Autor von einem Schüler im Namen seines
Vaters vorgelegt.
Statik des Kauapparates von Reptilien und Säugetieren
Verfasser: Giuseppe Colicchia, Rablstraße 48, 81669 München und Prof. Dr. Hartmut
Wiesner, Universität München, Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Schellingstraße 4, 80799
München, [email protected]
Motivierende Lerninhalte erzeugen eine hohe Lernbereitschaft der Schülerinnen und Schüler
und diese ist die Voraussetzung für gute Lernerfolge. Themen, die Physik mit Biologie oder
Medizin verbinden, stoßen bei Schülern und noch ausgeprägter bei Schülerinnen auf großes
Interesse. Die Anatomie des Kauapparates von Tieren und von Menschen bietet ein
interessantes Beispiel für die Anwendung von Kraft- und Drehmomentgleichgewichten im
Rahmen des Statikunterrichts und kommt der Forderung nach fächerübergreifenden
Zusammenhängen entgegen.
RC-Schaltungen als einfache Nervenmodelle
Verfasser: PD Dr. Dieter Schumacher und Heike Theyssen, Physikalische Grundpraktika,
Heinrich-Heine-Universität, Universitätsstraße 1, 40225 Düsseldorf, [email protected]
Der vorgestellte Versuch verknüpft das physikalische Thema der Parallel- und
Serienschaltung von Widerständen und Kondensatoren anschaulich mit dem medizinisch
relevanten Thema der Erregungsausbreitung auf Nerven. Wegen der hohen Relevanz für
das Verständnis der Funktion von Nervensystemen und der geringen vorausgesetzten
Kenntnisse bei den Lernenden erscheint dieser Versuch für den fächerübergreifenden
Unterricht Physik/Biologie der Sekundarstufe II geeignet. Dabei ist es von Vorteil, dass er
fast ausschliesslich mit einfachen Bauteilen realisiert werden kann, die in jeder
Physiksammlung vorhanden sind.
Die Bedeutung der Ozeane im Kohlenstoffkreislauf
Verfasser: Antje Paschmann, Tönjes de Vries, Katrin Lüchtenborg, Noushin Arshadi, Ilka
Parchmann, Universität Oldenburg, Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie, Postfach 25
03, 26111 Oldenburg
Die Ozeane sind von großer Bedeutung für das Klimageschehen auf der Erde, da sie in der
Lage sind, sehr große Mengen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid aufzunehmen. Zum
Verständnis der Vorgänge, die dabei stattfinden, ist die Kenntnis des chemischen
Gleichgewichts und der Faktoren, die dieses Gleichgewicht beeinflussen, notwendig. Der
Artikel schildert die wesentlichen fachlichen Hintergründe unter Einbeziehung geeigneter
Experimente und zeigt eine Möglichkeit auf, wie die Thematik in der gymnasialen Oberstufe
erarbeitet werden kann.
Schüler lernen Elektrostatik, und der Lehrer schaut zu!
Verfasser: Dr. Anja Schoster und Prof. Dr. Stefan von Aufschnaiter, Institut für Didaktik der
Physik, Universität Bremen, Postfach 33 04 40, 28334 Bremen
Am Institut für Didaktik der Physik der Universität Bremen ist eine ElektrostatikUnterrichtseinheit entwickelt worden, die Schülern die Möglichkeit bietet, selbständig zu
experimentieren und dabei wichtige Phänomene der Elektrostatik zu entdecken. Sie werden
nur durch Aufgabenkarten angeleitet, Experimente durchzuführen und Beobachtungen zu
notieren. Der Kartensatz ist so angelegt, dass die Schüler durch die Experimente und die
systematische Variation einzelner Versuchsparameter auch selbständig zu einer Erklärung
der beobachteten Phänomene gelangen. Durch diese Gestaltung der Unterrichtseinheit ist
eigentlich keine Lehrkraft zur Unterstützung erforderlich.
Lernen durch Lehren - Schüler halten Unterricht
Verfasser: Ulrike M. Laumeyer, Willibald-Gymnasium Eichstätt, Wittenfelder Straße 8, 85111
Adelschlag
Vielfach wird die Passivität und bloße Reproduktion der Schüler und die Lehrerzentriertheit
des Unterrichts beklagt. Mit dem neuen methodisch-didaktischen Ansatz "Lernen durch
Lehren" sollen nun den Schülern mehr Möglichkeiten der Unterrichtsgestaltung und aktiven
Teilnahme bereitgestellt werden. Anhand einer Unterrichtsreihe in einer achten Klasse am
Gymnasium wird inm Folgenden erläutert, wie Schüler durchs Lehren lernen können.
92. MNU-Kongress 2001 - Köln
Erratum
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
Blick über den Zaun
Verfasser: Herbert Weiss
Reale Probleme mit Scheinkräften
Verfasser: Dipl.-Phys. StR Roland Berger, Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Schellingstraße
4, 80799 München
Die Untersuchung einer Kreisbewegung im mitrotierenden System ist bequem, da das
Problem so auf eine einfache Gleichgewichtsbetrachtung reduziert wird. In der didaktischen
Literatur wurde aber nachgewiesen, dass solche Überlegungen zu einer Reihe von
Fehlvorstellungen führen. Im Beitrag wird eine in der Schule häufig diskutierte, einfache
Bewegung vom rotierenden System aus genauer untersucht. Dabei treten fachliche
Probleme auf, die auch von Schülerinnen und Schülern durchaus gesehen werden, deren
Lösung auf schulischem Niveau aber kaum möglich ist. Dies liefert weitere Argumente gegen
die zu frühe Einführung rotierender Koordinatensysteme.
Wissenschaftspropädeutik im Sekundarbereich I - Zwischen Banalität und
Überforderung
Verfasser: Heike Umbreit, Dammstraße 18, 21337 Lüneburg
Wissenschaftspropädeutisches Vorgehen wird für den Unterricht des Sekundarbereichs II
sowohl in der pädagogischen Literatur als auch von den Kultusministerien in den letzten
Jahren verstärkt gefordert, ohne dass eine inhaltliche Einigkeit bezüglich der Definition
dieses Terminus besteht. Daher werden im Folgenden zunächst Ausführungen zu den
Inhalten von Wissenschaftspropädeutik im deutsch- und englischsprachigen Raum
vorgestellt und verglichen, die vor allem den Unterricht im Sekundarbereich II betreffen.
Wissenschaftspropädeutik kann und sollte jedoch bereits in der Mittelstufe bei der
Unterrichtsplanung berücksichtigt werden. Dies erfordert eine veränderte
Schwerpunktsetzung. Daher werden einige wissenschaftspropädeutische Zielsetzungen für
den Sekundarbereich I begründet ausgewählt. Sie sollen Lehrenden als allgemein gültige
Orientierungshilfe für die Unterrichtsplanung dienen.
Schulpraxis
Modellierung virtueller 3D-Welten für das Internet
Verfasser: Prof. Dr. D. Hannemann, Hermann-Löns-Straße 6, 45849 Gelsenkirchen
[email protected], http://www.DieterHannemann.de
Dieser Aufsatz will zeigen, wie mit Hilfsmitteln, die im Zusammenhang mit dem Internet
entstehen, dreidimensionale virtuelle Welten geschaffen werden können, in denen
physikalische Prozesse ablaufen. Neben einer allgemeinen, mehr philosophisch gehaltenen
Einführung werden kurz die wichtigsten Elemente einer Sprache beschrieben, mit der man
diese Welten modellieren kann. Die kurze Einführung in diese Sprache reicht aus, um an
einem Beispiel den Fall eines Balls nachbilden zu können. Ein Internetanschluss wird hierzu
nicht benötigt.
Die Zwillinge des Archimedes
Verfasser: StD Dr. Gerhard Arend, Malmedystraße 17, 81379 München
Die aus dem Geometrieunterricht der Mittelstufe bekannte archimedische Arbelosfigur hält
noch einige schöne Überraschungen bereit, die sich auf die Inkreise gewisser Teilfächen
beziehen.
Eigenschaften der um 1 verminderten verdoppelten Quadratzahlen
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Straße 15 A, 92648 Vohenstrauß
Alle (2n2 - 1)-Zahlen haben die Form 8k + 1 oder 8k - 1 und viele davon sind Primzahlen.
Einige dieser Zahlen sind Lösungen der pellschen Gleichung x2 - 2y2 = -1. Die Summe der
Quadrate aufeinanderfolgender (2n2 - 1)-Zahlen ist eine verdoppelte Quadratzahl. Ferner
können viele dieser Zahlen als Summe zweier Quadrat- bzw. Biquadratzahlen dargestellt
werden. Für die Summe der Biquadratzahlen wird eine Parametrisierung gefunden.
Die Ungleichungen
Verfasser: Dipl.-Math. Michael Möbius, Königsbergerstraße 37, 63834 Sulzbach/Main
Im Gegensatz zu algebraischen Ungleichungen besitzen transzendente durchaus
"unangenehme" Eigenschaften. Das Auflösen solcher Ungleichungen ist oft mit
algebraischen Mitteln nicht möglich. Hier soll an einem Beispiel gezeigt werden, dass sich
außerhalb der Algebra für den Mathematikunterricht einfache und reizvolle Lösungswege
anbieten.
Die schnellste Verbindung
Verfasser: Prof. Dr. Udo Backhaus, Universität Koblenz-Landau, Fachbereich 3:
Naturwissenschaften, Rheinau 1, 56075 Koblenz, [email protected]
Die Kräfteverhältnisse beim schwingenden Fadenpendel werden in vielen Schul- und
Hochschulbüchern falsch, oder zumindest missverständlich dargestellt. Die Darstellungen
bestätigen dadurch scheinbar die Fehlvorstellung, die resultierende Kraft zeige in
Bewegungsrichtung. Die dadurch hervorgerufenen Schwierigkeiten beim Verständnis
krummliniger Bewegungen werden am Beispiel des sogenannten BrachsystochronenProblems erläutert. Dabei wird auch die Möglichkeit aufgezeigt, dieses Problem durch einen
evolutionären Algorithmus numerisch zu lösen.
Die eingeschränkte Vorhersagbarkeit chaotischer Systeme verstehen
Verfasser: Prof. Dr. Reinders Duit und Dr. Michael Komorek, Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften an der Universität Kiel, Abteilung Didaktik der Physik, Olshausenstraße
62, 24098 Kiel, [email protected], [email protected]
Die Theorien nichtlinearer Systeme haben in den vergangenen Jahren in den
Naturwissenschaften, in der Mathematik und selbst in den Sozialwissenschaften große
Bedeutung erlangt. Auch in einer breiten Öffentlichkeit haben bestimmte Ideen des
deterministischen Chaos und der Fraktale einige Aufmerksamkeit gefunden, nicht zuletzt
durch die philosophischen und weltanschaulichen Diskussionen, die sie angeregt haben. In
unserem Vorhaben geht es um zwei Ziele. Zum einen analysieren wir, welche
Grundeinsichten dieser Theorien vermittelnswert sind, zum anderen untersuchen wir mit
Hilfe von Lernprozessstudien, wie weit Schüler diese Einsichten verstehen. Unsere Arbeit
hat sich bislang auf die eingeschränkte Vorhersagbarkeit chaotischer Systeme und auf
einige Aspekte von Fraktalen, wie die Selbstähnlichkeit und das Entstehen von
Dendritenstrukturen, konzentriert. Es hat sich gezeigt, dass diese Einsichten, die als wichtige
Vertiefungen des Physikunterrichts anzusehen sind, bereits am Ende der Sekundarstufe I
vermittelt werden können.
Experimentelle Wege zur Isomerie
Verfasser: Dr. Rebekka Heimann, Institut für Didaktik der Chemie, Westfälische WilhelmsUniversität Münster, Fliednerstraße 21, 48149 Münster
Der Begriff der Isomerie wird häufig abstrakt auf der Ebene der Formeln, zumindest aber
ohne eigene experimentelle Erfahrungen der Schüler, im Unterricht eingeführt. Im Rahmen
dieses Beitrags werden Möglichkeiten vorgestellt, den Isomeriebegriff problemorientiert und
auf experimenteller Basis zu erarbeiten. Dabei wird ein Verfahren zur Bestimmung der
molaren Masse verwendet, das auf viele verschiedene, auch höhersiedende organische
Stoffe anwendbar ist.
Vorsicht mit den gleichionigen Zusätzen
Verfasser: Meinrad Siegl, Zehlendorfer Damm 184c, 14532 Kleinmachnow
Löslichkeitsgleichgewichte sind in allen Lehrplänen für die Sekundarstufe II enthalten. Dabei
wird die Löslichkeit von Verbindungen in Wasser untersucht und berechnet. Weiterhin wird
der Einfluss gleichioniger Zusätze untersucht. Es wird gezeigt, dass bei der Aussage
"Gleichionige Zusätze wirken löslichkeitsmindernd" Vorsicht geboten ist, da es sowohl eine
untere als auch eine obere Grenze für die Aussage gibt. Dies sollte im Unterricht nicht
unerwähnt bleiben.
Deutsche Schulen forschen für die Umwelt
Verfasser: Dr. Roswitha Grümann, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Abt. RB-AT,
51170 Köln, [email protected]
GLOBE (Global Learning and Observations to Benefit the Environment) ist ein
internationales Programm, das Bildung und Forschung im Bereich Umwelt miteinander
verknüpft. Schulen in der ganzen Welt bilden ein dichtes Messnetz zur Erhebung
ausgewählter Messgrößen aus den Bereichen Klima, Gewässer, Boden und Biologie. Sie
werden von Wissenschaftlern zur Beobachtung globaler Veränderungen herangezogen und
bei Forschungsprojekten eingesetzt.
Weltweit beteiligen sich über 8000 Schulen in über 85 Ländern. 180 deutsche Schulen
nehmen bislang am GLOBE-Programm teil.
Über das Messprogramm hinaus bietet GLOBE den Rahmen und die Infrastruktur zur
Durchführung bildungsorientierter und wissenschaftlicher Aktivitäten und Projekte sowie für
Kooperation im In- und Ausland.
Leserbriefe
Besprechungen
Bücher
Inhalt vom Heft 1 imJahre 2000
Standpunkte
Zum Jahreswechsel?
Zur Vorzeichenregel von Descartes
Verfasser: Kurt Hawlitschek, Mendelstraße 8, 89081 Ulm
Der Ulmer Mathematiker Johann Faulhaber hat nach seiner Begegnung mit René Descartes
in seinen Miracula Arithmetica 1622 zum ersten Mal, wenn auch unvollkommen, die auch für
den heutigen Schulunterricht interessante "Vorzeichenregel für Nullstellen von Polynomen"
publiziert. Die Entwicklungsschritte von Faulhaber über Descartes zu den spätesteren
Beweisen werden nachgezeichnet. Der Beweis des bisher fehlenden Satzes, dass die in der
Vorzeichenregel genannten Schranken für die Anzahl der positiven oder negativen Lösungen
"scharf" sind, wird skizziert.
Allergien der Luftwege
Verfasser: Karl Drössler, Universität Leipzig, Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und
Psychiologie, Talstraße 33, 04103 Leipzig
Der Heuschnupfen (Rhinitis allergica) und das allergische Bronchialasthma (Asthma
bronchiale allergica) gehören ganz zweifellos zu den allergischen Erkrankungen, die im
Verlaufe der letzten beiden jahrzehnte in den westlichen Inustrieländern eindeutig
zugenommen hben und das gilt sowohl für die Häufigkeit (Prävalenz) als auch für die
Neuerkrankungsrate (Inzidenz). Obwohl schon seit längerem bekannt ist, dass die
Manifestation dieser Allergien als Krankheit einerseits eine entsprechende genetische
Prädisposition voraussetzt und andererseits durch verschiedenste Umweltfaktoren wie
Klima, Luftschadstoffe, Allergene, u. a. stark beeinflusst wird, liegen die eigentlichen
Ursachen für den Anstieg noch immer im Dunkeln. Den Spekulationen, reißerisch
aufgemachten Berichten in der Laienpresse über neueste Erkenntnisse und wunderwirkende
Heilmittel sowie übersimplizierten Darstellungen sind damit Tür und Tor geöffnet. Ihnen kann
nur mit sachlicher Information über die schon heute sehr effektiven Diagnose- und
Therapieverfahren der Schulmedizin und die rasch wachsenden Erkenntnisse der modernen
Grundlagenforschung wirkungsvoll begegnet werden.
Schulpraxis
Hochwasser am Rhein
Verfasser: Hans G. Schönwald, Wildener Straße 36, 57290 Neunkirchen/Siegerland
Ende Februar 1999 wurde täglich von einem Jahrhundert-Hochwasser berichtet. Können
sich Kinder die Wassermassen vorstellen, von denen dabei gesprochen wird? In einer
Klasse 7 wurde eine Unterrichtsstunden lang dem nachgegangen. Hier ein
"Gedächtnisprotokoll".
Pascal-Türme
Verfasser: Dr. Hans Walser, Mathematisches Insitut der Universität Basel, Rheinsprung 21,
CH-4051 Basel, [email protected]
Durch Beschränkungen des üblichen Pascal-Dreiecks der Binominalkoeffizienten auf beiden
Seiten entsteht eine turmartige Anordnung. Zu verschiedenen Beschränkungsmethoden
gehören unterschiedliche Zahlenanordnungen mit reizvollen Limes-Eigenschaften. Es
werden Beispiele aus der Stochastik und der Rastergeometrie vorgestellt, welche auf
natürliche Weise zu Pascal-Türmen führen.
200 Jahre Fundamentalsatz der Algebra
Verfasser: Dr. Michael Klemm, Unterfarmbacher Straße 75, 90766 Fürth,
[email protected]
Vor 200 Jahren gab C. F. Gauß (1777 - 1855) mit seinem Beweis des Fundamentalsatzes
der Algebra den Anstoß zur Erforschung der komplexen Zahlen ("Gaußsche Zahlenebene").
Auch heute noch ist die Nullstellenbestimmung von Polynomen mit komplexen Koeffizienten
wegen ihrer geometrischen Anschaulichkeit ein besonders geeigneter Anlass, sich genauer
mit dem Beweis dieses Satzes und der Höheren Mathematik zu beschäftigen.
Gemeinsames Teilbarkeitskriterium für 7, 11 und 13
Verfasser: OStD Uwe Fischer, Johannes-Althusius-Gymnasium, 57319 Bad Berleburg
Walther gibt in [1] ein einfaches rekursives Kriterium für die Teilbarkeit durch 7 an, welches
sich durch leichtes Variieren auch auf andere Divisoren anwenden lässt. Interessant
erscheint mir hier eine Variation, welche gleichzeitig die Teilbarkeit durch 7, 11 und 13
überprüft.
"Nanu, es dreht sich anders herum!"
Verfasser: Klaus Buschhüter und Andreas Lux, Inda-Gymnasiums, Gangolfsweg 52, 52076
Aachen
Ein Experiment zum Phasensprung bei gekoppelten Pendeln
Der Größenbegriff in der Norm DIN 1313
Verfasser: Dr.-Ing. Otto Rang, Professor i. R. an der FH Mannheim, Quentelberg 14, 69469
Weinheim/Bergstraße
Die Ausführungen schließen unmittelbar an den Aufsatz "Der Größenbegriff in der Norm DIN
1313 - Seine didaktische Reduktion für den Schulgebrauch - Teil 1: Größen ohne
Größensystem" (MNU 52 (1999) 394 - 399) an und behandeln die Größen, deren Werte zu
Größensystemen zusammengefasst sind. Die Ausführungen setzen Vieles des in Teil 1
Gesagten voraus. Gelegentlich wird auch auf die dort angegebene Literatur verwiesen.
Reizschwelle und Rheobase am "eisernen Nerven
Verfasser: Matthias Ducci und Dr. Marco Oetken, Universität Oldenburg, Fachbereich
Chemie, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg
Die Informationsübertragung auf Nervenbahnen besitzt eine enorme Bedeutung zur
Steuerung von Organismen. Die schulische Erarbeitung wichtiger neurophysiologischer
Begriffe und Zusammenhänge bereitet jedoch insofern Schwierigkeiten, als dass
experimentelle Untersuchungen nur unter großem instrumentellen und zeitlichen Aufwand
möglich sind. Eine Alternative zu Versuchen an realen Nervenfasern ist der Einsatz von
Modellexperimenten. In diesem Beitrag wird ein Modell vorgestellt, das unter anderem die
Existenz einer Reizschwelle und die Gültigkeit des Alles-oder-Nichts-Gestzes
veranschaulicht. Darüber hinaus ergibt die Aufnahme einer Aktivierungszeit-StromstärkeKurve einen Minimalwert bei langen Reizen - die Rheobase.
Kernbromierung und Seitenkettenbromierung
Verfasser: Dr. Karl Imkampe, Finkenweg 5, 30926 Seelze, Michaela Oelke,
Dieckmannstraße 8, 30171 Hannover
Es wird beschrieben, wie die Reaktionsprodukte der Kernbromierung und
Seitenkettenbromierung unterschieden und identifiziert werden können. Die verschiedenen
Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Bromierung der drei isomeren Xylole werden erklärt.
Von Schafen und Menschen: Ein missglücktes Paradebeispiel der
Populationsökologie
Verfasser: Dr. Jürgen Nieder, Addi Nüchel, Köln-Kolleg, Judenkirchhofsweg 6, 50679 Köln
Die Entwicklung der Schafpopulation auf der Insel Tasmanien ist das bekannteste
Lehrbuchbeispiel für das logistische Wachstums einer Tierpopulation in einem Lebensraum
mit begrenzter Umweltkapazität, das in vielen Schulbüchern mit der typischen sigmoiden
Kurve dargestellt ist. Die Originalquelle ist in Vergessenheit geraten - schade, denn sie birgt
einige Überraschungen. Der folgende Beitrag stellt sich vor und beurteilt die Qualität dieses
populationsökologischen Paradebeispiels.
Ethische und gesellschaftliche Aspekte der Genetik in der Medizin
Verfasser: Priv.-Doz. Dr. med. Wolfram Henn, Institut für Humangenetik, Universität des
Saarlandes, 66421 Homburg/Saar, [email protected]
Die Humangenetik als in der Medizin am Menschen angewandte Naturwissenschaft eröffnet
neue Möglichkeiten der Diagnostik und Behandlung von Krankheiten, aber auch ethische
und gesellschaftliche Problemfelder, die von der Diskriminierung genetisch kranker
Menschen bis zur Renaissance eugenischen Gedankengutes reichen können. Der für die
Abwägung zwischen Machbarem und Wünschenswertem in der Genetik notwendige Dialog
von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft erfordert sowohl naturwissenschaftliches
Grundverständnis als auch soziales Problembesusstsein. Beides in der Öffentlichkeit zu
etablieren ist eine langfristige Aufgabe der Schule, die über traditionelle Fächergrenzen
hinausreicht.
70. Großer elektrostatischer Motor.
Einfache und preiswerte Experimente
Verfasser: Alfons Voss, Antoniusweg 7, 59757 Arnsberg und Dr. Franz Kappenberg,
Arbeitskreis Computer im Chemieunterricht, Ringstraße 81, 48165 Münster
Teil 6: Chlorierung von Ethen
Zum Ersten, zum Zweiten, zum Dritten: Eine Versteigerung
Verfasser: StR z. A. Franz Strobl, Schillerstraße 5, 89407 Dillingen (Donau)
Mit dem hier beschriebenen Auktions-Spiel können Schülerinnen und Schüler nach kurz vor
den Ferien noch zum Nachdenken und Wiederholen mathematischer/physikalischer
Aufgaben angeregt werden.
Bogenlängen
Verfasser: Dr. Maria Koth, Institut für Mathematik der Universität Wien, Strudlhofgasse 4, A1090 Wien
Eine Aufgabensammlung für die Schulpraxis.
Neues in Kürze
Besprechungen
1999 (Jahrgang 52)
Standpunkte
Kann man Allgemeinbildung lernen?
Schulpraxis
Chiffriersysteme, Sternpolygone und Herzkurven
Verfasser: StD Rüdeger Baumann, Italienischer Garten 15, 29221 Celle, [email protected]
Es werden einfache Verschlüsselungsverfahren unter Verwendung elementarer
zahlentheoretischer Begriffe und Methoden diskutiert. Reizvoll daran ist die Möglichkeit, das
Rechnen im Restklassenring geometrisch anhand regelmäßiger Polygone mit Hilfe der
sogenannten Schildkrötengrafik zu veranschaulichen: ein Brückenschlag, erleichtert durch
Verwendung eines Computeralgebra-Systems.
Eine Betrachtung zum Peripheriewinkelsatz
Verfasser: StD i. R. Jörgen Bochow, Waitzstraße 45, 22607 Hamburg
Der Peripheriewinkelsatz kann als Spezialfall eines hier dargestellten allgemeineren Satzes
über Winkel am Kreis gedeutet werden und erhält daraus einen sehr einfachen Beweis ohne
die üblichen Fallunterscheidungen.
Flächeninhalt einer Kugelkappe
Verfasser: Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen
Optik lernen mit der Simulationssoftware "phenOpt"
Verfasser: Prof. Dr. Helmut Mikelskis, Universität Potsdam, Institut für Physik, Am Neuen
Palais 10, 14469 Potsdam, Silke Seifert, Freie Universität Berlin, Didaktik der Physik,
Arnimallee 14, 14195 Berlin, und Frank Roesler, Marie Curie Gymnasium Hohen Neuendorf,
Waldstraße 1a, 16540 Hohen Neuendorf
Vorgestellt werden die Konzeption des Simulationsprogramms "phenOpt" zur geometrischen
Optik und sein Einsatz im Unterricht. Auf der Grundlage internationaler Erfahrungen wird ein
Workshop-Physikunterricht gezeigt, der die Integration von geistigen, experimentellen und
computerbasierten Schülertätigkeiten anstrebt. In einem solchen problemorientierten Zugang
zur Physik kann der Computer Realerfahrungen überschreiten und Modellvorstellungen
visualieren helfen.
Ferrofluids - High Tech für den Physikunterricht
Verfasser: Dr. Martin Gröger, Dipl.-Chem. Günter Pees, Iris Gebhardt, UniversitätGesamthochschule Siegen, FB 8 Chemie - Biologie, Didaktik der Chemie, Adolf-ReichweinStraße 2, 57068 Siegen
Flüssigmagnete sind einfach herzustellen und lassen sich im Physikunterricht
gewinnbringend einsetzen.
Herleitung des Massenwirkungsgesetzes aus Leitfähigkeitsmessungen an Essigsäure
Verfasser: Norbert Bertelsbeck, Curtmannstraße 30, 35394 Gießen
Mit Leitfähigkeitsmessungen an Essigsäure (Ethansäure) in bestimmten
Konzentrationsbereichen lässt sich empirisch ein erster Entwurf für das
Massenwirkungsgesetz ableiten. Die wenig aufwendige Auswertung der Messwerte
ermöglicht die schrittweise Heranführung an die komplexeren kinetischen oder
thermodynamischen Betrachtungsweisen.
Evolution eines Satzes
Verfasser: Dr. Michael Reck, Klettgau-Gymnasium, 79761 Waldshut-Tiengen
An einem mathematischen Modell zur Evolution eines Satzes lassen sich zentrale Aspekte
des Evolutionsprinzips verdeutlichen und die Auswirkungen bestimmter Parameter auf die
Effizienz von Evolutionsvorgängen untersuchen.
Ein fächerverbindendes Beispiel zur Umsetzung von Wissenschafspropädeutik im
Sekundarbereich
Verfasser: Heike Umbreit, Dammstraße 18, 21337 Lüneburg
Die Möglichkeiten zur Umsetzung propädeutischer Ziele in der Sekundarstufe I werden
anhand eines Unterrichtsgangs zum Thema Farbensehen verdeutlicht und abschließend
diskutiert. Allgemeine Ausführungen zum Thema, auf die sich dieser Beitrag bezieht, finden
sich in [1].
Johann Wolfgang von Goethe und die Naturwissenschaften
Verfasser: OStD Berthold H. R. Winterlich, Arndtstraße 7, 52351 Düren
Johann Wolfgang von Goethe wurde vor 250 Jahren, am 28. August 1749 in Frankfurt am
Main geboren. Schon früh entwickelt er ein bemerkenswertes schriftstellerisches und
dichterisches Talent. Doch er muss sich dem Druck des Vaters beugen und statt des
Studiums der "Schönen Wissenschaften" das der Rechte in Leipzig aufnehmen. Nach
schwerer Krankheit, ausgedehnten Reisen und beeinflussenden Bekanntschaften zieht er
auf Einladung des Herzogs Carl August nach Weimar. Seine staatspolitische Tätigkeit hier
weckt erneut sein naturwissenschaftliches Interesse, zumal er als zuständiger Minister sich
auch um dieses Gebiet zu kümmern hat. Bergwerksangelegenheiten, eine Harzreise und
sich vertiefende Freundschaften zu Naturwissenschaftlern seiner Zeit vergrößern sein
naturwissenschaftliches Interesse. Geologische, anatomische, astronomische und
botanische Studien wechseln sich ab und führen zu bemerkenswerten Erkenntnissen. Ein
vertieftes Studium der Schriften von Newton veranlasst ihn nach wiederholten
Unterbrechungen zu der bekannten Abhandlung über Farben. Goethe hat zeitlebens seine
naturwissenschaftliche Schriften für bedeutender erachtet als alle seine anderen Werke.
Modellierung - Eine Ergänzung zum Mathematikunterricht
Verfasser: Torsten-Karl Strempel
Leserbriefe
MNU gratuliert
Besprechungen
Bücher
Standpunkte
"Just on Time?"
Verfasser: Horst Schecker
Zickzack-Lernen als Unterrichtsmethode
Verfasser: Prof. Dr. Gerhard Schaefer, Eulenweg 7, 21271 Asendorf
Im Beitrag wird eine erprobte neue Methode zum Lernen von Begriffen vorgestellt. Es wird
gezeigt, wie sich mit Hilfe von bewusst unsystematischer Wissensvermittlung bei Schülern
systematisches Wissen aufbauen kann.
Der Größenbegriff in der Norm DIN 1313
Verfasser: Dr.-Ing. Otto Rang, Professor i. R. an der FH Mannheim, Quentelberg 14, 69469
Weinheim/Bergstraße
Das neue Normblatt DIN 1313 ist im Dezember 1998 unter der Bezeichnung "Größen" neu
herausgekommen. Es erklärt den Größenbegriff umfassend und widerspruchsfrei als
verhältnisskaliertes Merkmal. Für Lehrende und Lernende dürfte dies eine Umstellung
gewisser Denkgewohnheiten erfordern und deshalb werden im Folgenden die wichtigsten
Grundgedanken dieses Normblatts mehr oder weniger exemplarisch dargelegt. Weil der
neue Größenbegriff insbesondere im Zusammenhang mit dem Begriff "Größensystem"
intellektuell anspruchsvoll ist, dürfte für den Schulunterricht eine didaktische Reduktion
angezeigt sein.
Schulpraxis
Qualitätsprüfung von Aluminium und Fourierzerlegung
Verfasser: Dr. Fritz C. Pohl und Hubertus Schulte Huxel, Collegium Josephinum Bonn
Gymnasium, Kölnstraße 413, 53117 Bonn; Dr. Jürgen Hirsch, VAW Aluminium AG,
Forschung und Entwicklung, Georg-von-Boeselager-Straße 25, 53117 Bonn
Die Eigenschaften von Aluminiumblech hängen von der Legierung und dem Fertigungsweg
ab und sind in der großtechnischen Fertigung in engen Grenzen vorgeschrieben. Neben der
Festigkeit spielt z. B. die Anisotropie des Aluminiumblechs eine wichtige Rolle bei der
Dosenfertigung. Sie zeigt deutliche Auswirkungen beim Tiefziehen von Näpfchen aus den
kreisförmig ausgestanzten Blechen. Dabei entstehen charakteristische Randprofile, die bei
starker Ausprägung zu Problemen in der Weiterverarbeitung führen. Diese sind daher ein
wichtiges Qualitätskriterium des Ausgangsmaterials und lassen sich mit Hilfe einer
Fourieranalyse quantitativ beschreiben.
Zwei Probleme an platonischen Körpern
Verfasser: OStR Wolfgang Alvermann, BBS II Emden, Steinweg 25, 26721 Emden
Eine Kugelaufgabe und Betrachtungen am Sierpinski-Tetraeder führen auf zwei platonische
Körper, an denen Überlegungen zu Grundlagen der Geometrie und zu Grenzwertbildungen
angestellt werden können. Gleichzeitig wird das räumliche Vorstellungsvermögen geschult.
Scheinbar konstante Funktionen
Verfasser: OStR Dr. Dieter Brandt, Eckerstraße 1, 79104 Freiburg, e-mail:
[email protected]
Computeralgebrasysteme reduzieren die in Abituraufgaben so beliebten
Kurvenuntersuchungen oft auf einen Knopfdruck. Doch nicht alles, was solche Systeme
ausgeben, ist richtig. Gerade zweifelhafte Ergebnisse können aber Ausgangspunkt sein für
tiefergehende mathematische Betrachtungen. Der Beitrag beschreibt als Beispiel eine
gebrochen-rationale Funktion, für die Computerprogramme das Schaubild einer konstanten
Funktion ausgeben.
Ermittlung der Primfaktoren einer Zahl
Verfasser: Dr. Eugen Sauter, Berghaus St. Michael, Oberböhringen, 73337 Bad Überkingen
Es wird ein Verfahren zur Zerlegung einer Zahl in Primfaktoren angegeben, das sich schon
in der Klassenstufe 6 erarbeiten lässt.
Wir messen die Längenkontraktion mit dem Zollstock
Verfasser: StR Dr. Christian E. Jäkel, Saar 47, 25575 Beringstedt
In diesem Artikel wird ein experimenteller Kurs zur Speziellen Relativitätstheorie vorgestellt.
Relativistische Phänomene spielen auch in der Schulphysik eine Rolle - so zum Beispiel
beim Comptoneffekt. Hier soll nun gezeigt werden, wie man die betreffenden Versuche als
experimentellen Einstieg statt als Anwendung einsetzen kann, um so der Relativitätstheorie
den Charakter eines abstrakten Lehrstoffs zu nehmen.
Energie und nachwachsende Rohstoffe als Thema in der Oberstufe
Verfasser: Prof. Dr. Insa Melle, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, 44221
Dortmund; Veronika Baur, Simone Gerlach, Björn Hesselink, Johann Wolfgang Goethe
Universität, Fachbereich Chemie, Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439
Frankfurt/M.
Es wird eine Unterrichtseinheit vorgestellt, in welcher der Begriff der Reaktionsenthalpie
ausgehend von der Verbrennung nachwachsender Rohstoffe (Miscanthus, Holz, Stroh, Heu,
Biodiesel und Rapsöl) und fossiler Brennstoff (Holzkohle und Diesel) eingeführt wird. Diese
Beispiele eröffnen die Möglichkeit, gleichzeitig wichtige umweltrelevante Fragen zu
diskutieren, indem beispielsweise der Frage nachgegangen wird "Ist die Energiegewinnung
aus nachwachsenden Rohstoffen sinnvoll?".
Neue experimentelle Möglichkeiten für den Biologieunterricht am Beispiel der
Photosynthese
Verfasser: Prof. Dr. Christian Wilhelm, Karen Böhme und Torsten Jakob, Universität Leipzig,
Institut für Botanik, Abteilung Pflanzenphysiologie, Johannisallee 19 - 23, 04103 Leipzig
Die Grundlagen der Photosynthese wurden in den letzten Jahrzehnten sehr gründlich
erforscht. Diese Erkenntnisse fanden auch Berücksichtigung in neueren Schullehrbüchern.
Die Reaktionen der Photosynthese und der sich anschließenden Stoffwechselvorgänge sind
sehr komplex und es ist oft nicht leicht, Schülern die Photosynthese als den grundlegenden
Prozess nahezubringen, der das Leben auf der Erde überhaupt erst ermöglicht. Vor allem
mangelt es dabei an anschaulichen Experimenten, die sowohl quantitative Unterschiede
zwischen verschiedenen Pflanzenarten oder -gruppen zeigen, als auch deutlich machen,
dass Pflanzen in der Lage sind, spezifisch auf ihre Umwelt zu reagieren. Dabei spielt die
Regulation der Photosynthese eine zentrale Rolle. Diese pflanzliche Fähigkeit im Unterricht
zu demonstrieren ist Ziel dieses Artikels.
In diesem Beitrag wird ein Messgerät vorgestellt, das es ermöglicht, innerhalb einer
Unterrichtsstunde Photosyntheseraten von verschiedenen pflanzlichen Organismen zu
bestimmen und anschaulich darzustellen. Es eignet sich außerdem zum Einsatz in
Projekten, in denen Schüler mit eigenen Ideen ökologische Fragestellungen selbständig
bearbeiten können.
Zu wenig naturwissenschaftliche Allgemeinbildung (Scientific Literacy) im Untericht?
Verfasser: Prof. Dr. Karl-Heinz Berck, Inst. für Biologiedidaktik Univ. Gießen, Karl-GlöcknerStr. 21 C, 35394 Gießen
Leserbriefe
Landesverband Südbayern
Neues in Kürze
Besprechungen
Standpunkte
Wie Lehrpläne entstehen (können)
90. MNU-Kongress 1999 in Saarbrücken
Das "Schwert der Sonne"
Verfasser: Prof. Dr. H. Joachim Schlichting, Universität GH Essen, Fachbereich Physik,
Universitätsstraße 5, 45117 Essen
Obwohl Naturphänomene aufgrund ihres ästhetischen Reizes und der von ihnen
ausgehenden Motivation eine Bereicherung für den Physikunterricht darstellen, werden sie
dort kaum behandelt. Ein Grund dafür ist in ihrer Komplexität zu sehen, die eine analytische
quantitative Beschreibung in der Regel ausschließt.
Am Beispiel des "Schwertes der Sonne" wird demonstriert, wie dieses Problem mit Hilfe
einfacher Computersimulationen gelöst werden kann. Die Simulationen machen lediglich
vom Reflexionsgesetz Gebrauch und können daher leicht von den Schülerinnen und
Schülern nachvollzogen werden.
Schulpraxis
Über Bildpunktkonstruktionen zur Inversion
Verfasser: Dr. Gyula Darvasi, Vasvári P. u. 39, H-4400 Nyiregyháza, e-mail:
[email protected]
Es werden 17 bekannte, weniger bekannte und neue Bildkonstruktionen zur Inversion am
Kreis vorgestellt.
Pseudoinverse zur Lösung linearer Gleichungssysteme
Verfasser: Wolfgang Lindner, Städtisches Gymnasium, Stockhauser Straße 13, 42929
Wermelskirchen, [email protected]
Der GAUSS-JORDAN-Algorithmus verlangt bei über- bzw. unterbestimmten oder singulären
linearen Gleichungssystemen (LGS) Zusatzüberlegungen zur Bestimmung der
Lösungsmenge. Die Verwendung von Pseudoinversen einer Matrix führt die Leitidee des
Invertierens einer Matrix konsequent zu Ende und erlaubt eine kompakte Darstellung des
Themas auch auf der Schule. Pseudoinverse wurden anfangs des Jahrhunderts zur Lösung
von Integralgleichungen entwickelt und spielen in der numerischen Mathematik eine wichtige
Rolle. Wir verwenden sie hier zur Implementierung einer expliziten Lösungsformel und
enträtseln damit, wie Computeralgebra-Systeme (CAS) allgemeine LGS "lösen".
Vorzeichenprobleme in der Elektrizitätslehre
Verfasser: Rainer Sommer, Gymnasium am Krebsberg Neunkirchen und Staatliches
Studienseminar Neunkirchen, Albert-Schweitzer-Straße, 66538 Neunkirchen,
[email protected]
Erstaunlich stabile Vorzeichenfehler in der Elektrizitätslehre beruhen auf der unreflektierten
Verwendung der Kondensatorgleichung Q = C U. Die Einführung eines "Entladestromes" mit
I = -Q reicht zwar zur scheinbaren Beseitigung eines Widerspruchs hin, bringt aber zugleich
notwendig ein unlösbares allgemeines Problem. Die Sachlage ist dabei eindeutig und kann
konstruktiv bewusst gemacht, klar veranschaulicht und geschlossen dargestellt werden.
Im Dschungel der chemischen Nomenklatur
Verfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Universität Dortmund, FB Chemie, Otto-Hahn-Str.
6, 44227 Dortmund
Chemiebücher für die Sekundarstufe I und II verwenden neben Trivialnamen systematische
Namen. Dazu zählen auf der einen Seite die IUPAC-Namen, die nach dem Prinzip gebildet
werden: "Wer bin ich?". Sie gehören zur
- Binärnomenklatur,
- Substitutions-Nomenklatur und
- Funktionsklassen-Nomenklatur.
Auf der anderen Seite sind ältere systematische Namen in Gebrauch. Sie werden von der
IUPAC geduldet. Aus diesen Namen kann man ablesen: "Woraus bin ich gemacht?". Sie
gehören zur
- Nomenklatur der Oxosäuren und ihrer Salze (z. B. Natriumperchlorat),
- Nomenklatur der Polymeren (z. B. Polyvinylchlorid),
- Nomenklatur der Ester (z. B. Ethansäuremethylester).
Über die Nomenklatursysteme und über Schwierigkeiten, die Schülerinnen und Schüler mit
den Namen von Oxosalzen haben können, wird berichtet.
Farbig Exolieren
Verfasser: Dr. Peter Haupt und Monika Kampling, Universität Oldenburg, Fachbereich
Es wird die Herstellung von farbig eloxiertem Aluminium beschrieben: der technische
Prozessablauf, die fachlichen Grundlagen sowie Schulversuche zum Eloxieren und zu
diversen Färbeverfahren.
Simulationsspiel: Die natürliche Auslese (Selektion)
Verfasser: Silvia Dominik, Würzburger Straße 93, 63517 Rodenbach
Das im Folgenden beschriebene Simulationsspiel eignet sich für die Sekundarstufe I und
ermöglicht dem Schüler, die Wirkungsweise des Evolutionsfaktors Selektion zu imitieren.
Computer im Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Peter Pondorf, Institut für die Didaktik der Biologie der Ludwig-MaximiliansUniversität München, Winzerstraße 45/II, 80797 München
In diesem Beitrag wird der Frage nachgegangen, ob eine theoretische Grundlage für die im
Zusammenhang mit Computern in der Schule häufig gebrauchte Formel "Wenn ich gerne
lerne, dann lerne ich auch gut!" existiert. Da ein positiver Zusammenhang nachweisbar ist,
erhebt sich das Problem, ob Schüler auch im Biologieunterricht gerne mit dem Computer
arbeiten und dadurch u. U. besser lernen können.
Dazu werden Ergebnisse einer empirischen Untersuchung an ca. 100 Schülern der
Sekundarstufe I in Bayern vorgestellt und entsprechende Folgerungen für die Schulpraxis
diskutiert.
Aufgaben für Mathematik der Mittelstufe
Wege auf vollständigen Graphen
Verfasser: OStD Gert Starke, Wittenbrock 14 a, 24159 Kiel
Zerlegung des goldenen Rechtecks in Quadrate
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Straße 15 a, 92648 Vohenstrauß
Protokoll der Mitgliederversammlung während der 90. Hauptversammlung in
Saarbrücken
Kassenbericht 1998
90. MNU-Kongress vom 28. März bis 1. April 1999 in Saarbrücken
Forum zum BLK-Modellversuchprogramm
MNU-GI-Gespräch anlässlich des MNU-Kongresses 1999
Besprechungen
Bücher
Software-Rezension
Standpunkte
Life Sciences und Biologieunterricht
Verfasser: Karl Daumer
Die fischereiliche Nutzung des Meeres
Verfasser: Prof. Dr. H.-P. Bulnheim, Biologische Anstalt Helgoland, Notkestraße 31, 22607
Hamburg
Das Meer als Lebensraum liefert wichtige Eiweißquellen für die Menschheit. Im Rahmen
dieser Zielsetzung stellen die Erkundung und Überwachung der Fischbestände, die
Erschließung neuer Fanggebiete sowie die Entwicklung der Intensivzucht von marinen
Nutztieren in küstennahmen Gewässern wesentliche Aufgaben dar, die internationale
Zusammenarbeit erfordern. Die Weltgesamterträge der Fischerei und der Aquakultur lagen
1996 bei 121 Mio. t, wobei davon 23,3 Mio. t auf die Aquakultur-Produktion entfielen. Ein
Drittel des Fischfangs wurde für industrielle Zwecke verwendet. Wie schon in den letzten
Jahren dürfte in Zukunft das prozentuale Wachstum der Aquakultur stärker als das der
Weltfischerei sein.
Schulpraxis
Verallgemeinerungen der "Möndchen des Hippokrates"
Verfasser: Frank Heinrich ([email protected]), Michael Schmitz
([email protected]) Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-AbbePlatz 1 - 4, D-07743 Jena, Hans Walser ([email protected]), Universität Basel,
Rheinsprung 21, CH-4051 Basel
Mit dem "Möndchen des Hippokrates" wird ein Klassiker der Elementargeometrie
aufgegriffen, der viele interessante Folgeprobleme nach sich ziehen kann. Nachdem
exemplarisch auf weiterführende, in der Literatur auffindbare Beiträge zu dieser Problematik
eingegangen wurde, werden weitere Verallgemeinerungen vorgestellt und Anregungen für
den Mathematikunterricht gegeben.
Inversion mit der Thermoskanne
Verfasser: Klaus Treitz, Georg-Büchner-Gymnasium, 79618 Rheinfelden, [email protected]
Einige Eigenschaften der Inversion werden in Erinnerung gebracht und besonders geeignete
Objekte für diese Abbildung zusammengestellt. Dann wird eine spiegelnde Fläche gesucht,
mit der man die Inversion realisieren kann.
Ein archimedisches Winkeldrittelungsgerät
Verfasser: Dr. H. G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen
Das vorgestellte Prinzip der Winkeldreiteilung ist nicht neu, lädt aber zum Basteln ein und
gibt Anlass über "Konstruktionsverfahren mit Zirkel und Lineal" nachzudenken.
Abbildungen in der komplexen Zahlenebene
Verfasser: OStR Franz Müller, Westerhamer Weg 18, 82024 Taufkirchen
Tabellenkalkulationsprogramme lassen sich im Mathematikunterricht vielfältig einsetzen, um
Probleme nummerisch zu lösen oder um Zusammenhänge zu veranschaulichen. Besonders
anschaulich gelingt dies beim Rechnen mit Abbildungen in der komplexen Zahlenebene. Der
Schüler kann unmittelbar erleben, wie die Veränderungen der Abbildungensparameter das
Abbildungsverhalten beeinflussen.
Die Sonnenfinsternis am 11. August 1999 in Deutschland
Verfasser: Michael Schwab, Schwanenweg 43, 53859 Niederkassel
Mit diesem Artikel sollen Materialien für den naturwissenschaftlichen Unterricht vorgestellt
werden, die den Schülern den Begriff der Finsternis erläutern und verständlich erklären
helfen. Beobachtungstips für die Sonnenfinsternis sollen helfen, gemeinsam mit einem Kurs,
in der Klasse oder auch als kleine Gruppe, Vorbereitungen zu treffen und erfolgreich
durchzuführen.
Der Force Concept Inventory
Verfasser: Jörn Gerdes und Priv.-Doz. Dr. Horst Schecker, Universität Bremen, Institut für
Didaktik der Physik, Postfach 30 04 40, 28334 Bremen
Seit einigen Jahren ist im anglo-amerikanischen Raum der Force Concept Inventory ein
Standardtest zur Diagnose von Schülervorstellungen im Bereich Mechanik. Er ermöglicht
Lehrenden, sich auf unkomplizierte Weise einen Überblick über die physikalische
Vorstellungswelt ihrer Schüler zu verschaffen. Dieser Test soll hier vorgestellt, sowie seine
Vor- und Nachteile diskutiert werden.
Eine Leitlinie zum chemischen Gleichgewicht
Verfasser: StD i. R. Rüdiger Fladt, Lieschingstraße 1, 72076 Tübingen
Der Beitrag soll dazu anregen, unter Verwendung des Stoffgruppenkonzepts und des
Teilchenmodells ausgewählte Reaktionsabläufe weitestgehend zu durchleuchten - nicht nur,
aber vor allem mit dem Ziel, den Schülern das Verständnis des chemischen Gleichgewichts
zu erleichtern.
Künstliche Pflanzenformen
Verfasser: Dr. Michael Reck, Mathias Seitel, Klettgau-Gymnasium, 79761 Waldshut-Tiengen
Mit einfachen mathematischen Algorithmen aus der linearen Algebra lassen sich zahlreiche
künstliche pflanzliche Formen erzeugen, die große Ähnlichkeit mit pflanzlichen Originalen
aufweisen.
Biologieunterricht an High Schools der USA
Verfasser: Vera Schröder, Mündener Straße 85, 34359 Reinhardshagen
Immer wieder hört man von katastrophalen Zuständen an den High Schools der USA: GangAktivitäten, Drogenmissbrauch und Analphabetentum. Auf der anderen Seite stehen die USA
in der wissenschaftlichen Forschung mit an der Spitze der führenden Industrienationen. Seit
langem wird Bildung in den USA als ein wichtiger Faktor in Zusammenhang mit dem
ökonomischen Überleben einer Gesellschaft und einer internationalen Wettbewerbsfähigkeit
gesehen. Dementsprechend werden immer wieder Untersuchungen und Vergleiche zur
Bildungspolitik und zur Schülerleistungsfähigkeit anderer führender Industrienationen
getätigt (jüngstes Beispiel TIMSS). Wie sieht es nun aber im Fachbereich Biologie aus?
Welche Inhalte, Methoden und Leistungsnachweise werden verwendet? Wie beurteilen
Schüler, Lehrer und Biologiedidaktiker den Unterricht? Und inwieweit bietet die traditionelle
amerikanische High School als allgemeinerziehende Gesamtschule mit Kurssystem Vorbzw. Nachteile für den Biologieunterricht?
Im vorangegangenen Artikel wurden die Vorteile der Nutzung von Teilen der Medizintechnik
am Beispiel der Photochlorierung von Methan verdeutlicht. Es wird der Bau eines Low-costGaschromatographen beschrieben und die Identifizierung der Reaktionsprodukte dieser
Halogenierungsreaktion vorgenommen.
Mathematikunterricht mit einem Computeralgebrasystem
Verfasser: StD Eberhard Lehmann, Geitnerweg 20 c, 12209 Berlin
Computeralgebrasysteme führen zu zahlreichen neuartigen didaktisch-methodischen
Möglichkeiten. In dem Beitrag wird die aus der Informatik stammende Idee der Bausteine in
verschiedenen Unterrichtssituationen dargestellt. Der Schwerpunkt der Betrachtungen liegt
auf einer Bausteinanalyse durch die Schüler.
Leserbriefe
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Bücher
Standpunkte
Für das Physikstudium werben
Verfasser: K. Kleinknecht
Fremdenfeindlichkeit, Rassismus und weltanschauliche Intoleranz
Zwischen Sylt und Oberstdorf
Bei Reisen über mehrere Breitenkreise in entfernte Gebiete bemerken wir Veränderungen,
wie bei der Tageslänge, der Auf- und Untergangspunkte der Gestirne, der Sichtbarkeit des
Sternhimmels u.a.m. Wie aber verhält es sich in Deutschland mit einer Nord-SüdErstreckung von nur 876 km, die einer Differenz von 7,78° entspricht? In der vorliegenden
Arbeit wird untersucht, welche Unterschiede zwischen den äußersten Orten zwischen Nord
und Süd sowie Ost und West bestehen.
Schulpraxis
Variationen an einem Zylinderschnitt
Verfasser: OStR Wolfgang Alvermann, BBS II Emden, Steinweg 25, 26721 Emden
Für einen sehr anschaulichen Körper werden diverse Fragestellungen entwickelt, die in
verschiedenen Schulformen behandelt werden können. Als Hilfsmittel bieten sich CAS wie
DERIVE und GTC wie der TI-92 an, die aber auch bei bestimmten Aufgaben an ihre
Grenzen stoßen.
Über die Hauptkörper spezieller Funktionen
Verfasser: Prof. Dr. Herbert Zeitler, Mathematisches Institut der Universität Bayreuth, 95440
Bayreuth
"Auf dem Computerschirm sehen wir die zur Funktion f(z) = z2 + c gehörende
Mandelbrotmenge, das Apfelmännchen. In seinem Innern erkennen wir einen herzförmigen
(oder kardiodenförmigen oder rechts eingekerbten) Bereich, den Hauptkörper."
So oder ähnlich kann man in einigen, meist populären Darstellungen zur Chaostheorie
lesen. Uns - mir und einigen Studenten - gefiel dabei das Wort "kardioidenförmig" nicht ein.
Handelt es sich nun um eine Kardioide oder nicht - das ist hier die Frage.
Der Satz vom Kathetenweg
Verfasser: Prof. Wilfried Haag, Staatliches Seminar für Schulpädagogik, Hohe Straße 1,
70174 Stuttgart
Vorgestellt wird ein Satz, der sowohl den Kathetensatz als auch den Satz des Pythagoras
als Spezialfall enthält. Der Satz eignet sich zum einen als Verallgemeinerung von zwei vorab
behandelten Sätzen. Es lässt sich aber auch über diesen Satz in das Thema "Flächensätze
am Dreieck" einsteigen. Der Beweis dürfte für Schüler leicht fasslich, vielleicht sogar
auffindbar sein.
Der Dreiecksschwerpunktsatz
Verfasser: Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen
Experimentelle Einführung in die Fehlertheorie mit dem CASSY-E
Die Analyse von Fettsäuren
Verfasser: Prof. Dr. Insa Melle, FB Chemie, Didaktik der Chemie, Universität Dortmund,
44221 Dortmund, Veronika Baur, Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Dr. Sabine Monz, Institut für
Didaktik der Chemie der Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Marie-Curie-Straße 11,
60439 Frankfurt
Bei der Behandlung von Fetten und Ölen im Chemieunterricht wurden bisher die den
Triglyceriden zugrundeliegenden Fettsäuren nicht bestimmt bzw. der Nachweis für ein
bestimmtes Fettsäuremuster nicht erbracht. Der vorliegende Beitrag zeigt einen Weg, durch
chromatographische Methoden Fette und Öle unterschiedlicher Herkunft zu differenzieren
und wesentliche ungesättigte Carbonsäuren unterschiedlicher Triglyceride nachzuweisen.
Untersuchungen von Kohlenhydraten in Pflanzen
Verfasser: Dr. Rebekka Heimann und Prof. Dr. Günther Harsch, Universität Münster, Institut
für Didaktik der Chemie, Fliednerstraße 21, 48149 Münster
Die Förderung naturwissenschaftlicher Denk- und Handlungskompetenz ist an verschiedene
Voraussetzungen gebunden, die gleichzeitig zu beachten sind:
* Die Lernenden müssen konkrete Erfahrungen mit deutlich aufeinander bezogenen
Experimenten, Modellen und Methoden machen können, die in einen sinnstiftenden Kontext
eingebunden sind;
* Die dabei gewonnenen Erkenntnisse (einschließlich des Erkenntnisweges) müssen durch
metakognitive Überlegungen und durch Versprachlichung bewusst gemacht und im Hinblick
auf ihre Aussagegrenzen kritisch reflektiert werden.
Im vorliegenden Beitrag wird eine fächerübergreifende Unterrichtskonzeptionen vorgestellt,
in der versucht wird, diesen Ansprüchen gerecht zu werden: Es wird die Verteilung mehrerer
Kohlenhydrate in verschiedenen Pflanzenteilen untersucht und eine biologische Bedeutung
des vorgefundenen Verteilungsmusters erarbeitet. Abschließend wird die unterschiedliche
Wirksamkeit verschiedener Kohlendrate in der Pflanze mit Hilfe eines einfachen statistischen
Simulationsspiels erklärt.
Mechanismen der Schwarmbildung
Verfasser: Dr. Michael Reck, Felix Schill, Klettgau-Gymnasium, 79761 Waldshut-Tiengen
Bei der Behandlung des biologischen Phänomens "Schwarm" stellt sich auch die Frage nach
den Mechanismen der Schwarmbildung. Dazu lässt sich mit einem Computermodell zeigen,
dass offenbar nur wenige und biologisch gut begründbare Annahmen genügen, um durch
Selbstorganisation einen Schwarm entstehen zu lassen.
Die Bedeutung der fossilen Fußspuren von Laetoli
Erst das Verständnis für die Konstruktion und funktionelle Anatomie des menschlichen
Körpers ermöglicht eine Rekonstruktion seiner Evolution. Um den menschlichen Körper zu
verstehen, arbeitet die Anthropologie mit Vergleichen der nächsten Verwandten des
Menschen, den Menschenaffen. Erst dieses "Konstrastmodell Affe" zeigt, was als spezifisch
menschlich zu bezeichnen ist, bzw. inwieweit der Mensch eine "Sonderstellung" innerhalb
der Ordnung der Primaten einnimmt. Der Vergleich liefert gleichzeitig die Kriterien für die
Rekonstruktion der Lebensweise unserer Vorfahren, denn die rezenten Verwandten des
Menschen führen uns die verschiedenen Lebensform- und Funktionstypen mit ihren
adaptiven Merkmalen vor. Auf diese Weise können Fossilien, die Zeugnisse der Evolution,
beurteilt und Entwicklungslinien zbw. Verwandtschaftsverhältnisse geklärt werden.
In eigener Sache
Neuer Verlag für MNU - DÜMMLER geht zu STAM
Verfasser: Helmut Lehmann
Mathematische Modellbildung aus der Sicht des Subjekts
Verfasser: StR Andreas Busse, Gesamtschule Horn, Snitgerreihe 2, 22111 Hamburg
Mit Hilfe einer Übertragung des Bauersfeldschen Konzepts der Subjektiven
Erfahrungsbereiche auf den Prozess der Mathematischen Modellbildung wird versucht,
Schwierigkeiten, die Schülerinnen und Schüler beim Modellieren haben, zu verstehen. Aus
den Ergebnissen werden Konsequenzen für die Unterrichtsmethodik gezogen.
Neues in Kürze
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Standpunkte
Teaching Science - time to rethink our emphases
Verfasser: Jack Holbrook
Die Entdeckung des Elektrons, die ersten e/m-Messungen und die Bestimmung der
Elementarladung
Verfasser: Priv. Doz. StD i. R. Dr. Karl Heinrich Wiederkehr, Birkenau 24, 22087 Hamburg
Bei der Betrachtung des Weges, der zur Entdeckung des Elektrons führte, und bei der sich
anschließenden Auseinandersetzung um die physikalische Gestalt und das Wesen des
Elektrons wird die Problematik naturwissenschaftlicher Erkenntnis offenbar. Schon bei den
ersten Präzisionsmessungen für e/m an schnellen Kathodenstrahlen und β-Strahlen wurde
Einsteins Spezielle Relativitätstheorie mit hineingezogen. Die Abhandlung schildert weiter
die Verfeinerung der Methoden zur e/m- und e-Bestimmung unter Angabe der dabei
benutzten Formeln.
Mit dem Kompasswagen über den Globus
Verfasser: Prof. Dr. Dierck - E. Liebscher, Astrophysikalisches Institut Potsdam, 14482
Potsdam, http://kosmos.aip.de/~lie/, e-mail: [email protected]
Ein einfach nachzubauendes Getriebe mit historischem Hintergrund verwirklicht die Führung
auf geodätischen Linien und den geodätischen Paralleltransport auf gekrümmten Flächen.
Schulpraxis
Eine Irrfahrt auf einem n-dimensionalen Würfel
Verfasser: Dr. Dietmar Treiber, Libellenpfad 5, 40764 Langenfeld
Der Aufsatz befasst sich mit einem klassischen Irrfahrtproblem auf einem n-dimensionalen
Würfel. Wir gehen das Problem mit einem Computer-Algebra-System an und gelangen so zu
einer überraschend einfachen Lösung für hinreichend kleine n. Der Reiz dieses Problems
liegt auch darin, dass man sich mit dem Begriff und mit der Geometrie eines ndimensionalen Würfels befassen muss.
Mathematik erzählen: Eine Konzeption von fächerübergreifendem Unterricht in
Mathematik und Deutsch
Verfasser: Gabriele Getrost und Achim Würker, Habitzheimer Str. 17, 64354 Reinheim
Wie eine Zusammenarbeit der Fächer Mathematik und Deutsch fruchtbar gestaltet werden
kann, wird sowohl didaktisch erörtert als auch am Beispiel einer konkreten Unterrichtseinheit
zum Thema "Geometrische Körper" in einer 5. Gymnasialklasse veranschaulicht.
Das Newton-Verfahren für mehrfache Nullstellen
Verfasser: Priv. Doz. Dr. Hans-Jürgen Dobner, Lindenstraße 26, 76829 Landau
Das Newton-Verfahren, eine der effektivsten Methoden zur Nullstellenbestimmung, ist in
allen Lehrplänen der Sekundarstufe II ausgewiesen. Dabei wird meist der Fall einfacher
Nullstellen behandelt. Mit analytischen Methoden der Sekundarstufe II kann gezeigt werden,
dass das Newton-Verfahren immer als quadratisch konvergentes Verfahren formuliert
werden kann.
Ein Pythagoras-Beweis mit Papier und Bleistiften
Verfasser: Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen
Gegeben seien zwei Quadrate mit den Seiten a, b. Gesucht ist ein Quadrat, das so groß ist
wie die beiden gegebenen zusammen. Diese Formulierung entspricht einem alten indischen
Beweis für den Satz, der nach Pythagoras von Samos benannt wird.
Wärmedämmung
Verfasser: Dr. habil. Christel Kutter, Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte
Physik und Didaktik, Mommsenstraße 13, 01062 Dresden
Während sich Wirtschaft und Industrie darum bemühen, für jeden Zweck die am besten
geeigneten wärmedämmenden Materialien zu suchen und einzusetzen, geht es in der
Bevölkerung und mehr noch in der Schule um das Verständnis für solche Maßnahmen aus
ökonomischer ökologischer Sicht auf der Grundlage gesicherten Wissens über die
Energieübertragung. Im vorliegenden Artikel geht es um Möglichkeiten der Festigung von
Wissen zur Energieübertragung durch ein Praktikumsexperiment zur Wärmedämmung und
um Möglichkeiten der Gestaltung eines solchen Experimentes im Physikunterricht.
Energy Drinks - Was ist dran? Was ist drin?
Verfasser: Prof. Dr. Michael Schallies, Tobias Nohl, Pädagogische Hochschule Heidelberg,
Im Neuenheimer Feld 561, 69120 Heidelberg
Das Vorwissen der Schüler zu dieser Thematik wurde mittels eines Fragebogens in den
Klassenstufen 5 bis 10 zweier ausgewählter Realschulen ermittelt. Experimente als
klassische disziplinspezifische Zugangswege zu den Inhaltsstoffen von Energy Drinks
wurden durchgeführt und bewertet. Ein Gesamtzusammenhang mit einem didaktischen
Ansatz, der die Vermittlung von Sachwissen mit der Entwicklung von Urteilskompetenz als
eine didaktische und methodische Aufgabe verbindet, wird diskutiert. Während die
verschiedenen Produktnamen bei den Jugendlichen weitgehend bekannt sind, besteht ihr
"Wissen" zu den Inhaltsstoffen und deren Besonderheiten aus eher vagen Assoziationen.
Bezüglich der Inhaltsstoffe kann im laborpraktischen Teil durch die qualitativen und
quantitativen Untersuchungen von Wasser, Glucose, Fructose, Saccharose, Coffein und
Lebensmittelfarbstoffen Klarheit geschaffen werden.
Einfache und preiswerte Experimente für den Chemieunterricht
Verfasser: Alfons Voss, Antoniusweg 7, 59757 Arnsberg und Dr. F. Kappenberg, Arbeitskreis
Computer im Chemieunterricht, Ringstraße 81, 48165 Münster
Durch neue Techniken und Geräte aus der Medizintechnik sind Chemieversuche, die früher
einen großen Aufwand an Material, Zeit und Geld benötigten, heute in Vorbereitung,
Durchführung und Auswertung so einfach, bequem und preiswert geworden, dass sich diese
Experimente in der Regel sogar als Schülerübungen eignen.
Parawissenschaften - ein Thema für den Biologieunterricht ?
Verfasser: Dr. Dittmar Graf, Institut für Biologiedidaktik, Universität Gießen, Karl-GlöcknerStraße 21 c, 35394 Gießen
Parawissenschaftliche Überzeugungen und Denkweisen haben sich in den letzen Jahren in
Deutschland ausgebreitet. Dies geht bei ihren Anhängern mit einem Verlust an Vertrauen in
die Wissenschaft einher. Im Beitrag werden grundsätzliche Unterschiede zwischen
Wissenschaften und parawissenschaften aufgezeigt. Die Arbeit endet mit einem Plädoyer für
die kritische Behandlung parawissenschaftlicher Themen im Unterricht.
Modellversuch zum Thema Evolution
Der im Folgenden beschriebene Modellversuch eignet sich für die Sekundarstufe II und
ermöglicht dem Schüler, den evolutiven Optimierungsprozess mit Hilfe eines Holzmodells zu
imitieren.
Edutainment im Mathematikunterricht?
Verfasser: Jürgen Maass, Institut für Mathematik, Universität Mainz, A-4040 Linz-Auhof
In den letzten Jahren hat der Autor u. a. im Auftrag des österreichischen Jugend- sowie des
Unterrichtsministerium eine Reihe von Programmen begutachtet bzw. rezensiert, die von der
Softwareindustrie für Kinder und Jugendliche erstellt wurden. Darunter befanden sich auch
Mathematik-Lernprogramme, die der Sparte Edutainment zuzuordnen sind. Aus den beiden
Wörtern Education und Entertainment ist das Kunstwort Edutainment zusammengesetzt
worden. Mir scheint, dass Mathematiklehrer und Mathematikdidaktiker solchen Programmen
aus verschiedenen Gründen mehr Aufmerksamtkeit widmen sollten.
Aspekte einer kritischen und allgemeinen Evolutionstheorie
Verfasser: Dr. rer. nat. et phil. Jan Bretschneider, Brändströmstraße 80, 07749 Jena
Der Stand der Diskussion um die Synthetische Theorie der Evolution und derzeit diskutierte
alternative Theorien werden dargestellt und kritisch beleuchtet.
Leserbriefe
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Editorial
Zur Zukunft der Chemie Chemie in Schule und Beruf
Verfasser: Heindirk Tom Dieck
TIMSS - und kein Ende!
Verfasser: Prof. Dr. Gerhard Schaefer, Eulenweg 7, 21271 Asendorf, StD Dr. Helmut Haas,
Staatliches Studienseminar, Zwickauer Straße 22, 56075 Koblenz, EurBiol Regina Manitz,
Leuchtenburg-Gymnasium, 07768 Kahla
Der Auf- und Untergangswinkel der Gestirne
Die Antwort auf die Frage, unter welchem Winkel die Gestirne auf- und untergehen, wird oft
pauschal "90°- φ" beantwortet. Zu dieser nicht zutreffenden Aussage tragen auch
zeichnerische Darstellungen bei, wo die Gestirnsbahnen geradlinig verlaufen. Der
Sachverhalt ist komplizierter, je nach deren Deklination ist der Auf- und Untergangswinkel
und ihre Krümmung zum mathematischen Horizont verschieden. Die Arbeit enthält die dafür
erforderlichen Berechnungen. Die Wortähnlichkeit täuscht: Der parallaktische Winkel hat
nichts mit der Gestirnsparallaxe gemein, die der Entfernungsbestimmung der Sterne dient.
Schulpraxis
Vom Bambusrohr zur Orgelpfeife
Verfasser: StRef Ansgar Armbrust, Nikolaus-von-Weis-Gymnasium, Vincentiusstraße 1,
67346 Speyer
Grundlage der Musik sind Töne. Und dabei geht es nicht um Parameter wie Dauer und
Instrument, sondern nur um die Tonhöhe, wenn man vereinfachend bei "Tönen" bleibt und
von der physikalischen Realität absieht, dass es eigentlich keine Töne, sondern Klänge sind.
Mathematisch interessant an Tonsystemen ist die Frage nach dem
Regulierungsmechanismus, der Ordnung, nach der Töne gestimmt werden. Im Folgenden
werden wir uns verschiedenen Stimmungen widmen.
Warum sind mathematische Beweise nötig?
Verfasser: StD Dieter Götzl, Hochsteiger Weg 6, 82205 Gilching
Vorgestellt wird ein Weg, wie man auch Schülern ohne große mathematische Vorkenntnisse
klarmachen kann, dass man sich auf seine Intuition nicht verlassen darf, dass aus einzelnen
Belegen für eine Behauptung nicht auf deren Allgemeingültigkeit geschlossen werden kann.
Die Notwendigkeit, in der Mathematik Behauptungen auch beweisen zu müssen, wird den
Schülern deutlich vor Augen geführt.
Pythagoreische und Antipythagoreische Primzahlen
Verfasser: Wolfgang Rieder, Rostocker Weg 13, 87700 Memmingen
Die "magische Kraft" der Primzahlen zieht immer wieder an. Hier eine Reihe von
Behauptungen/Entdeckungen, die sich für Arbeitsgemeinschaften und Facharbeiten eignen.
Um den Anreiz zum "Grübeln" zu erhöhen, wurde auf die Beweise verzichtet.
Die Entfernung der Galaxie M100
Verfasser: Dozent Dr. rer. nat. habil. Karl-Heinz Lotze, Friedrich-Schiller-Universität Jena,
Arbeitsgruppe Didaktik des Physik- und Astronomie-Unterrichts, Max-Wien-Platz 1, 07743
Jena
Wir stellen ein Schülerprojekt vor, bei dem mit Hilfe von Originaldaten, die mit dem HubbleWeltraumteleskop gewonnen wurden, die Entfernung zur Spiralgalaxie M100 im VirgoGalaxiehaufen bestimmt wird. Als Entfernungsindikatoren dienen veränderliche Sterne vom
Typ Delta Cephei. Die mit einfachen Mitteln erzielten Resultate sind durchaus mit den in der
Literatur publizierten Werten vergleichbar.
Gaschromatographie
Verfasser: Prof. Dr. Erwin Wiederholt, Bergische Universität-Gesamthochschule Wuppertal,
FB Chemie, Didaktik der Chemie, 42097 Wuppertal
In Wasser nicht gelöste und aus Wasser ausgetriebene Luft wird gaschromatographisch bei
Raumtemperatur untersucht. Diese Analysenmethode erlaubt die gleichzeitige und
gleichwertige Bestimmung von Sauerstoff und Stickstoff. (Für Stickstoff gibt es bisher keine
einfache direkte Methode.) Aus den Chromatogrammen wird ersichtlich, dass sich Sauerstoff
besser als Stickstoff in Wasser löst.
Von der Orange zum Orangensaft
Verfasser: Dipl.oec.troph. Ulla Fleissner, Prof. Dr.-Ing. Elmar Schlich, Professur für
Haushaltstechnik der Justus-Liebig-Universität Gießen, Braugasse 7, 35390 Gießen
Ökobilanzen sind ein wichtiges Instrument, Produkte hinsichtlich ihrer ökologischen
Wirkungen zu untersuchen. Die vorliegende Arbeit soll anhand einer energetischen
Bilanzierung Datenmaterial und Sachinformationen für die Behandlung des Themas
"Ökobilanzen" im Unterricht liefern.
Wasserstoff - ein Energieträger der Zukunft?
Verfasser: Prof. Dr. Eberhard Just, Didaktik der Chemie, Universität Bremen, 28359 Bremen
Zum aktuellen Thema "Wasserstoff als Energieträger" werden drei unter den
Gesichtspunkten Sicherheit, Umwelt und Transport ausgewählte Experimente vorgestellt.
Werkstattblatt
Dur und Moll auf dem Prüfstand der Statistik - Ein Hörexperiment
Verfasser: Dr. Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln
Leserbriefe
Vorstandssitzung in Saarbrücken
Mitteilungen aus den Landesverbänden
Besprechungen
Bücher
Editorial
Zum Jahreswechsel
Verfasser: Wolfgang Asselborn, Prof. Dr. Bernd Ralle
Bildung und Forschung
Die "Sonderstellung" des Menschen im Lichte neuerer Erkenntnisse der
Evolutionsbiologie
Verfasser: PD Dr. Andreas Paul, Institut für Zoologie und Anthropologie, Universität
Göttingen, Bürgerstraße 50, D-37073 Göttingen
Obwohl in der Wissenschaft längst kritisch hinterfragt, nimmt die sogenannte
"Sonderstellung" des Menschen im Tierreich in vielen Lehrplänen und Lehrbüchern für den
Biologieunterricht immer noch eine zentrale Stelle ein. Argumente, mit denen diese
"Sonderstellung" begründet wird, sind zum Teil fragwürdig, zum Teil schlicht falsch. Welche
Erkenntnisse die moderne Evolutionsbiologie für das menschliche Selbstverständnis liefert,
wird weitgehend ignoriert. Der vorliegende Beitrag versucht, die Frage nach dem
biologischen Selbstverständnis des Menschen aus verschiedenen Blickwinkeln zu
beleuchten und einige verbreitete Irrtümer zu korrigieren.
Schulpraxis
Dynamische Geometrie im Analysisunterricht
Verfasser: Stefan Welke, In der Wehrhecke 29, 53125 Bonn, [email protected]
Dynamische Geometrieprogramme können im Analysisunterricht mit Erfolg zur
Veranschaulichung grundlegender Grenzwertprozesse eingesetzt werden.
Über die ersten Partialprodukte von πnn
Verfasser: Hans G. Schönwald, Ostlandstr. 19, 57080 Siegen
Als Lehrer für Mathematik und Religion fallen einem Zahlen in numinosen
Zusammenhängen besonders ins Auge. Eine dieser Zahlen ist 108. Die buddhistische
Gebetskette enthält 108 Perlen. Weshalb?
Stochastik aus der Zeitung
Verfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen, e-mail:
[email protected]
Die Erziehung zum mündigen Bürger ist nicht nur Aufgabe des Politikunterrichts.
Zeitungsmeldungen können auch vielfältige Anregungen für den Mathematikunterricht
geben, insbesondere für den Stochastikunterricht: Schülerinnen und Schüler lernen zu
überprüfen, ob bei Grafiken die gewählte Darstellungsform geeignet ist oder ob
vermeintliche Sensationsmeldungen tatsächlich sensationell sind. Sie lernen auch,
Größenangaben in Zeitungsmeldungen zu verstehen, zu interpretieren und erarbeiten,
welche Informationen in einem Text versteckt sein können. Schließlich eignen sich viele
Zeitungsmeldungen dazu, eigene Recherchen anzustellen.
Berechnung des Umfangs einer Lemniskate
Verfasser: Dozent a. D. Rolf Rose, Lindenweg 45, CH-2532 Magglingen
Das Vorhaben, den Umfang einer Lemniskate zu berechnen, führt bekanntlich zu einem
elliptischen Integral, das nur durch ein Approximationsverfahren ausgewertet werden kann.
Nun besitzen die anspruchsvollen Elektronenrechner vorprogrammierte leistungsfähige
Methoden zur Berechnung bestimmter Integrale. Hierbei stellt sich nur noch die Frage,
welches Integral dem Elektronenrechner einzugeben ist, um schnell ein Resultat von großer
Genauigkeit zu erhalten.
Die Ladung-Impuls-Analogie
Verfasser: StR Joachim Friederich, Nuitstraße 14, 75173 Pforzheim
Werden die elektrische Ladung Q und der Impuls p zueinander in Bezug gesetzt, so
erschließt sich eine Fülle weiterer Entsprechungen zwischen Größen der Elektrizitätslehre
und der Mechanik.
Die Q-p-Analogie gestattet es, nicht nur Formeln, sondern auch Materialkonstanten,
Gerätekonstanten und sogar ganze Versuchsanordnungen des einen Gebiets in das andere
zu übersetzen.
Ein Zugang zu molekularen und atomaren Dimensionen mit einfachen Hilfsmitteln und
Modellen
Verfasser: OStR Dr. Hartmut Kamp, Hirschanger 21, 45259 Essen
Es wird ein gegenüber dem üblichen Vorgehen vereinfachtes Verfahren zur
näherungsweisen Bestimmung der Avogadrokonstante nach der Ölfleckmethode
beschrieben. Außerdem erläutert der Beitrag, wie nachzuweisen ist, dass die
Ölsäuremoleküle eine monomolekulare Schicht auf der Wasseroberfläche bilden und die
Moleküle dabei in einer stark gefalteten Konformation vorliegen. Schließlich wird ein Weg
aufgezeigt, auf dem man unter Verwendung der Avogadrokonstante Näherungswerte für die
Atomradien einiger metallischer Elemente berechnen kann.
Die Erregungsleitung am Nerven in elektrochemischen Modellexperimenten
Verfasser: Matthias Ducci und Dr. Marco Oetken, Universität Oldenburg, Fachbereich
Im Rahmen dieses Artikels werden bisher unbekannte elektrochemische Systeme
vorgestellt, die eine mit schulisch relevanten Mitteln modellhafte Präsentation der
neurophysiologischen Prozesse am Nerven ermöglichen. Es wird gezeigt, dass sich ein in
schwefelsaurer Wasserstoffperoxid-Lösung eintauchender Eisenstab unter geeigneten
Bedingungen gegenüber aktivierenden Einflüssen analog wie ein Nerv gegenüber
erregenden Reizen verhält. So können mit diesem elektrochemischen System die marklose,
die saltatorische und sogar die durch Neurotransmitter induzierte Erregungsleitung in
faszinierender Weise dargestellt werden.
Abbauversuche in einer Modellkläranlage
Verfasser: Karl-Heinz Starke, Friedrich-Naumann-Str. 36, D-34131 Kassel
Die Arbeitsgemeinschaft Chemie am Kasseler Wilhelmsgymnasium wollte untersuchen, ob
sich die in der Kläranlage ablaufenden Prozesse in schulgeeigneten Experimenten
simulieren lassen. Hierzu wurde eine Modell-Kläranlage aufgebaut und in Abbauversuchen
erprobt. Diese Modellkläranlage eignet sich zur experimentellen Untersuchung
fächerübergreifender ökologischer Fragestellungen.
Vollständige Graphen
Verfasser: OStD Gert Starke, Wittenbrook 14 a, 24159 Kiel
Internet@Schule
Verfasser: OStR Rüdiger Klampfl, Eichenstraße 4, 53545 Linz
Integration von Angeboten und Tools des Internet und WWW in den Unterricht
allgemeinbildender Schulen - Teil 2
Leicht einsetzbare Verfahren zur Untersuchung der Sprachgestaltung unserer
Schulbücher
Verfasser: Peter Feldner, Schule Schloß Salem, 88482 Salem
Die Sprachgestaltung ist ein besonderes Problem gerade der Physik-Schulbücher. Verfahren
zur Beurteilung der Sprachschwierigkeit werden vorgestellt. Aufgrund eigener
Untersuchungen werden die Abbildungen und die "Fachvokabeln" als besonders
problematisch benannt und das Hamburger Verständlichkeitskonzept als tragfähiges
Verfahren zur Beurteilung der Sprache vorgestellt.
Leserbriefe
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
1998 (Jahrgang 51)
Die Neuen Medien: Wünschenswertes und Machbares
Multimedia und Computersimulationen im Unterricht
Verfasser: Prof. Dr. Werner Sacher, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen Nürnberg,
Lehrstuhl für Schulpädagogik, Regensburger Straße 160, 90478 Nürnberg, e-mail:
[email protected]
Nach einer Einführung in die Begrifflichkeiten werden Aspekte des Lernens mit Multimedia
diskutiert. Es wird ausgeführt, dass die Behauptung einer generell höheren Lernwirksamkeit
von Multimedia vor dem Hintergrund der aktuellen Forschungsergebnisse sehr kritisch
betrachtet werden muss. Am Beispiel der Computersimulationen wird auf konkrete
Ergebnisse der Lernforschung eingegangen.
Schulpraxis
Der Computer im Mathematikunterricht - ein gelobtes Land?
Verfasser: Prof. Dr. Rudolf Taschner, Institut für Analysis und Technische Mathematik, TU
Wien, Wiedner Hauptstraße 8 - 10, A 1040 Wien
Der Beitrag setzt sich kritisch mit dem unreflektierten Einsatz des Computers im
Mathematikunterricht auseinander und zeigt an einem anwendungsorientierten Beispiel, was
Mathematik ihrem Wesen nach ist.
Experimentell-funktionales Lösen von Geometrieaufgaben mit EUKLID
Verfasser: StD Dieter Rüthing, Elser Bruch 25, 33106 Paderborn
Es werden experimentell-funktionalorientierte Geometrieaufgaben aus dem Themenkreis
"Annäherungen an den Umfangswinkelsatz" und dem Themenkreis "Anwendungen des
Satzes von Pythagoras" vorgestellt, die mit der Geometriesoftware EUKLID bearbeitet
wurden.
Gleis- und Straßenbau in der 11. Klasse mit Hilfe des Computers
Verfasser: OStR Hermann Hammer, Gottlob-Schneider-Str. 16, 76275 Ettlingen
In der Lehrplaneinheit "Bestimmung ganzrationaler Funktionen mit vorgegebenen
Eigenschaften" bieten sich, auch unter Zuhilfenahme eines Computers, "Projektaufgaben"
an. Dem versucht die hier vorgestellte Unterrichtseinheit gerecht zu werden. An geeigneten
Stellen wird eine Shareware-Software eingesetzt, um Gleichungen zu lösen und Funktionen
zu zeichnen. Die Grenzen dieser Software werden aufgezeigt und diskutiert.
Eratosthenes Internet Projekt
Verfasser: Dr. Jörg Heieck, Xylanderstraße 19, 76829 Landau
In Anlehnung an das historische Experiment des Eratosthenes von Kyrene (275 - 195 v.
Chr.) wurde durch Kooperation mit Schulen in Finnland, England, Kanada und Simbabwe
der Radius der Erde mit einem Fehler von 0,6 % bestimmt. Zum Datenaustausch und zur
Auswertung zwischen den Partnerschulen wurde das Medium Internet benutzt.
Ausrollen eines Fahrrades - detaillierte Modellbildung mit Computeralgebra
Verfasser: Dr. Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger Weg 4, 50765 Köln
Sichelzellenanämie - Computersimulation eines balancierten Polymorphismus
Verfasser: Oliver Bossert, Burgstraße 21, 65817 Eppstein, Ulrich Bossert, Josef-WirmerStraße 26, 60488 Frankfurt
Es wird ein Programm vorgestellt, das von einer für ein Hämoglobingen einheitlichen
Population (AA) in einem Malariagebiet ausgeht und simuliert, wie sich der Genpool
verändert, wenn durch Mutation ein Sichelzellenallel bei einer Person (Aa) auftritt. Es wird
ein Vorschlag für den Einsatz des Programmes in einem Evolutionskurs gemacht. Der
Unterrichtsvorschlag ist für eine Einzelstunde im Rahmen eines Evolutionskurses der
Oberstufe gedacht.
HyperLAB - ein offenes Internet-Projekt für die Biologie
Verfasser: Dr. Stefan Hölzenbein, Institut für Didaktik der Biologie, Westfälische WilhelmsUniversität, Fliednerstraße 21, 48149 Münster
Mit dem HyperLAB wird ein Projekt vorgestellt, das die technischen Möglichkeiten des
Internets didaktisch nutzen will, um biologische bzw. naturwissenschaftliche Inhalte in Form
eines Hypermediums neu zu präsentieren. Adressaten sind Oberstufenschüler, Studenten
und Lehrer des Faches Biologie, die hier Informationen, Materialien und eine
Kommunikations- und Veröffentlichungsplattform finden. Wesentliche Eigenschaft des
Projekts ist einerseits die vielfältige Vernetzung der verschiedenen Inhaltsbereiche, die
zahlreiche Lernwege eröffnet und dabei zu einer stark fächerübergreifenden Sichtweise
führt. Andererseits ist das HyperLAB in dem Sinne offen, dass die Kommunikationsformen
des Internets dazu genutzt werden, interessierten Anwendern des HyperLABs die Chance zu
bieten, sich aktiv an seiner Weiterentwicklung zu beteiligen. Das Spektrum der Möglichkeiten
reicht dabei von Kritik über die Bereitstellung von Materialien bis hin zur eigenständigen
Gestaltung von HyperLAB-Dateien.
Das Internet im Chemieunterricht
Verfasser: Dr. Hartwig Möllencamp, Universität Frankfurt, Institut für Didaktik der Chemie,
Marie-Curie-Straße 11, 60439 Frankfurt, Dr. Claudia Matuschek, Ubbo-Emmius-Gymnasium,
26789 Leer
Die Arbeit mit dem neuen Medium Internet stellt eine unmittelbare Herausforderung für die
Lehrkräfte dar. Es wird über Erfahrungen berichtet, die mit einem Leistungskurs Chemie zum
Thema "Farbe" gemacht wurden.
Internetadressen zum Thema:
1. http://www.uni-dortmund.de/chik
2. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/index.htm
3. http://wbtd15.biozentrum.uniwuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR1/schule/schule1.h
tm
4. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/FOOD/LZ/LZ0.HTM
5. http://wbtd15.biozentrum.uniwuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR5/farbe2/SCH1BEI.
HTM
6. http://wbtd15.biozentrum.uniwuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR5/farbe2/SCH2KU
E.HTM
7. http://wbtd15.biozentrum.uniwuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR5/farbe2/SCH3NE
UR.HTM
8. http://wbtd15.biozentrum.uniwuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR4/farbe1/ALIZAR1.
HTM
9. http://www.tu-harburg.de/b/hapke/farbstof.html
10. http://members.aol.com/mmnied/azuro.htm
11. http://www.meb.uni-bonn.de/giftzentrale/zusatzst/farbstof.html
12. http://www.chemie.uni-bonn.de/oc/ak_br/people/rot/e-nummer.html
13. http://132.187.96.115/projekte/biotech/food/lz/lz8/lz8v1.htm
16. http://www.probes.com/cgi-bin/psearch.cgi?item=299
17. http://www.chito.com/aktuell/vortrag-wand-lasur.html
18. http://pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
19. http://www.theochem.uni-duisburg.de/DC/
20. http://members.tripod.com/~Seilnacht/
21. http://www.molecules.com/vrmlmols/index.html
22. http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/farben/
23. http://www.uni-mannheim.de/fakul/psycho/irtel/cvd.html
Zur Ermittlung der Reaktionsgeschwindigkeit im Zustand des chemischen
Gleichgewichts
Verfasser: Bodo Krilla, Prof. Dr. Bernd Ralle, Fachbereich Chemie der Universität Dortmund,
Postfach 50 05 00, 44221 Dortmund, Dr. Hartwig Möllencamp, Universität Frankfurt, Institut
für Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Straße 11, 60439 Frankfurt
Bei der kinetischen Herleitung des Massenwirkungsgesetzes werden die
Geschwindigkeitsgesetze der von den jeweiligen Gegenreaktionen nicht beeinflussten Hinund Rückreaktionen genutzt. Die unbeeinflussten Reaktionsverläufe sind jedoch nicht direkt
messbar. Am Beispiel der Entfärbung und Rückfärbung von Kristallviolett wird aufgezeigt,
wie die Informationen darüber aus den experimentell erhaltenen Werten mit Hilfe des
Rechners ermittelt werden kann. Auf diese Weise können die Reaktionsgeschwindigkeiten
der Hin- und Rückreaktion im Zustand des chemischen Gleichgewichts bestimmt werden.
Internet @ Schule
Verfasser: OStR Rüdiger Klampfl, Eichenstraße 4, 53545 Linz
Es werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert, das Internet für den Unterricht nutzbar zu
machen. Schwerpunkt ist dabei die Beschreibung von Angeboten, wie sie vom Deutschen
Bildungsserver (DBS), der Zentrale für Unterrichtsmedien (ZUM) und dem Basic Support for
Cooperative Work (BSCW) ausgehen. Weiter wird auf Verfahren zur Erschließung des
WWW per Email und auf den Umgang mit Suchmaschinen und Katalogen eingegangen.
"Schulen ans Netz" - Erfahrungen und Erwartungen aus dem Blickwinkel der Praxis
am Albert-Schweitzer-Gymnasium Dillingen/Saar
Verfasser: StD Erwin Schorr, Schulleiter, Albert-Schweitzer-Gymnasium, Karcherstraße 2,
66763 Dillingen/Saar
Die eineinhalbjährige Erfahrung eines Gymnasiums mit dem Internet wird dargestellt.
Kritisch werden die finanziellen, personellen und didaktischen Probleme beleuchtet und
Erwartungen/Forderungen formuliert, die den Schulen, über die Zeit des ersten "Strohfeuers"
hinaus, eine dauerhafte Integration dieses Mediums in ihr didaktisch-methodisches Repertoir
ermöglichen sollen.
Leserbriefe
Mitteilungen des Fördervereins MNU
Reisestipendien zum Deutschen Museum in München
Besprechungen
Bücher
Das "Schwert der Sonne"
Verfasser: Prof. Dr. H. Joachim Schlichting, Universität GH Essen, Fachbereich Physik,
Universitätsstraße 5, 45117 Essen
Ob man die silbrig blendenden, manchmal auch golden schimmernden Lichtstrassen der
Sonne, die an Kometenschweife erinnernden Lichtspuren von Straßenlaternen und
Autoscheinwerfern auf dem nassen Asphalt oder die konzentrischen Ovale auf einem
Esslöffel betrachtet, stets hat man es mit einem einfachen optischen Phänomen zu tun,
dessen teilweise komplexe und subtile Erscheinung zu einer Schulung des physikalischen
Sehens Anlass geben kann. Es wird beabsichtigt, auf derartige Lichtstrukturen aufmerksam
zu machen, und an ausgewählten Beispielen eine physikalischen Zugang zu skizzieren.
Porphyrine und Porphyrien: Eine Substanzklasse und die Störungen der Biosynthese
des Häms
Verfasser: Dr. Ulrich Groß und Prof. Dr. Manfred O. Doss, Abteilung für Klinische Biochemie,
Universitätsklinikum Marburg, Deutschhausstraße 17 1/2, 35037 Marburg
Porphyrine sind Substanzen, die in allen tierischen Zellen synthetisiert werden. Beim
Menschen werden sie vorwiegend in Knochenmark und Leber gebildet und mit dem Urin und
Stuhl ausgeschieden. Porphyrine sind aufgrund ihrer intensiven roten Fluorreszenz im
langwelligen UV-Licht leicht nachweisbar.
Die Porphyrinbiosynthese führt letztlich zum Häm. Bei Störungen der Porphyrinbiosynthese
kommt es zu Stoffwechselkrankheiten, die als Porphyrien bezeichnet werden. Sie werden
beim Menschen und bei verschiedenen Tierarten beobachtet. Porphyrien können als
Beispiele für verschiedene Erbgänge einer Stoffwechselkrankheit herangezogen werden.
Schulpraxis
Ein anschauliches Gleichgewicht
Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Wunderburger Straße 95, 26135 Oldenburg
An einem einfachen Neutralisationsexperiment mit Kationenaustauschern lassen sich die
Prinzipien des Ionenaustausches und des Säure-Base-Gleichgewichts veranschaulichen.
Der Radieschenindikator - eine gute Alternative
Verfasser: Dr. Hartwig Möllencamp, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Postfach 50
05 00, 44221 Dortmund
Eine ganze Reihe leicht zugänglicher Pflanzenfarbstoffe für die Säure-Base-Indikation sind
beschrieben worden. So ist der Rotkohlindikator jeder Chemielehrerin und jedem
Chemielehrer ein Begriff. Der Radieschenextrakt bietet gegenüber den bislang verwendeten
Indikatoren einige Vorteile.
Laue-Diagramme in der Sekundarstufe I
Verfasser: Prof. Dr. Heinrich Stork, StR Ronald Westphal, Institut für die Pädagogik der
Naturwissenschaften, Olshausenstraße 62, 24098 Kiel
Um den Übergang von der makroskopischen zur mikroskopischen Betrachtungsweise im
Unterricht der Sekundarstufe I zu erleichtern, wird ein mit geringen Kosten erstellbares
Demonstrationsmodell vorgeschlagen, welches die Entstehung der Laue-Diagramme für die
Jugendlichen nachvollziehbar macht. Eine Bauanleitung ist angegeben.
Interpretation von Satellitenbildern im Ökologieunterricht
Verfasser: Ulrich Bosler und Armin Lude, IPN Kiel, Oshausenstraße 62, 24098 Kiel
In diesem Beitrag werden zwei Unterrichtseinheiten für die Naturerkundung mit Hilfe von
Satellitenbildern vorgestellt. Diese sind im Laufe der letzten Jahre am IPN (Institut für die
Pädagogik der Naturwissenschaften Kiel) im Rahmen von Projekten entstanden. Ziel der
Einheiten ist es, lokale Beobachtungen systematisch in einen größeren Rahmen
einzuordnen.
Ebene Kurven im Raum
Verfasser: Prof. Dr. Wolfgang Kroll, Fachbereich Mathematik der Universität Marburg, HansMeerwein-Straße, 35032 Marburg
Die Parameterdarstellung p = a + tv + su einer Ebene beschreibt jeden ihrer Punkte mittels
der Parameter t, s als affiner Koordination. Wählt man s als Funktion von t (oder umgekehrt),
erhält man demnach eine in dieser Ebene liegende Kurve als Graph der Funktion. Im
Folgenden wird anhand von verschiedenen Aufgaben gezeigt, wie man dieses Thema im
gebietsübergreifenden Sinne für den Unterricht fruchtbar machen kann.
Werkstattblatt - Mathematik: Wie weit rollt dein Fahrrad?
Verfasser: Dr. Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Frühlinger Weg 4, 50765 Köln
Zur rekursiven "Darstellung" der Exponentialfunktion
Verfasser: Dr. Stefan Götz, Institut für Mathematik, Universität Wien, Strudlhofgasse 4, A1090 Wien, email: [email protected]
Der Einsatz des Computers im Mathematikunterricht hat viele neue Aspekte hervorgebracht,
unter den ersten ist wohl seine Rolle als mächtiges Rechenwerkzeug zu nennen. Dadurch
wird z. B. die Motivation der Approximation diskreter Modelle durch kontinuierliche Modelle auch zur Beschreibung unserer diskreten Welt - dennoch unverzichtbar sind, soll diese
Arbeit am Beispiel der (Darstellung der) Exponentialfunktion zeigen. Darüber hinaus wird die
Wechselbeziehung zwischen diskreten und kontinuierlichen Modellen anhand der
Exponentialfunktion deutlich gemacht.
Elementarer Zugang zum Feuerbachkreis und zur Eulergeraden
Der folgende Zugang zum Feuerbachkreis und zur Eulergeraden eignet sich für einen
differenzierenden Geometrieunterricht ab Klasse 8. Um den Lernprozess zu fördern, werden
auch Erkenntnisse der Gestaltpsychologie eingesetzt.
Der Faktor Pi/4
Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen
Der Faktor Pi/4 in den Formeln für Flächeninhalt und Umfang bestimmt die Verwandtschaft
zwischen einem Kreis und seinem Umquadrat. Ein gutes Dutzend Beispiele zeigen, dass
sich geometrisch recht verschiedene Gegenstände durch - bis auf den Faktor Pi/4 identische Formeln beschreiben lassen.
Mit linearen Funktionen zur Linsengleichung
Verfasser: StD Peter Wendt, Schilfweg 6, 25337 Kölln-Reisiek
Die Kenntnisse, die in der achten Klasse über lineare Funktionen vermitteln werden, und
Fertigkeiten im Umgang mit linearen Gleichungen mit Formvariablen werden verwendet um
die Linsengleichung herzuleiten.
Leserbriefe
Jahreshauptversammlung 2000
Mitteilungen aus den Landesverbänden
Projekte contra Frontalunterricht?
"Praxis des Astronomie-Unterrichts"
1. Sommersymposium an der Universität Utrecht/Niederlande
NARST-Tagung in San Diego/USA
Computeralgebra in Lehre, Ausbiludng und Weiterbildung
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Schulen und Unternehmen als Partner - Die Bekämpfung der Ingenieurlücke als
gemeinsame Aufgabe
Verfasser: Eberhard Reuther, Vorstandsvorsitzender der Körber AG, Hamburg, VizePräsident Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau e. V.
89. Hauptversammlung des Deutschen Vereins zur Förderung des mathematischen
und naturwissenschaftliche Unterrichts e. V.
Verfasser: OStD Wolfgang Asselborn, 1. Vorsitzender des Deutschen Vereins zur Förderung
des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts e. V.
Begrüßungsansprache bei der feierlichen Eröffnung der Tagung
Die Faszination der Wechselwirkungen zwischen Mathematik und
Naturwissenschaften
Verfasser: Prof. Dr. Eberhard Zeidler, Max-Planck-Institut für Mathematik in den
Naturwissenschaften, Inselstraße 22 - 26, 04103 Leipzig
Festvortrag, gehalten auf der 89. Hauptversammlung des Deutschen Vereins zur Förderung
des mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterricht e. V. in Leipzig 1998.
Schulpraxis
Funktionen mit zwei Variablen
Verfasser: OStR Günter Roolfs, Lärchenstraße 17, 30161 Hannover
Die Untersuchung von Funktionen mit zwei Variablen scheint auf den ersten Blick über die
Schulmathematik weit hinauszureichen. Bei genauerem Hinsehen wird jedoch deutlich, dass
auch vieles Bekannte in neuem Zusammenhang vertieft werden kann.
Wie beweist man die Strahlensätze?
Die üblichen Beweise der Strahlensätze sind voller Tücken. Sie enthalten verborgene
Zirkelschlüsse oder erfordern Voraussetzungen, die komplizierter sind als die
Behauptungen. Damit korrumpieren sie aber das mathematische Denken, statt es zu
fördern. Die vorgeschlagene Alternative ist keineswegs elegant. Sie macht aber
Voraussetzungen transparent, geht konstruktiv vor und fördert dadurch die Selbstständigkeit
der Schülerinnen und Schüler.
Eine Erklärung der Brennpunkteigenschaft der Normalparabel über den Höhensatz
Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen
Werkstattblatt - Mathematik: Clintons Affären
Verfasser: Jochen Konietzko, Dr. Wolfgang Riemer, Heinrich-Mann-Gymnasium, Fühlinger
Weg 4, 50765 Köln
Werktstattblatt Mathematik
Praktische Berechnung von Ableitungen
Verfasser: Dr. Hans-Jürgen Dobner, Lindenstraße 26, 76829 Landau
Automatisches Differenzieren ist eine effektive Methode zur Berechnung von
Ableitungswerten. Sie trägt der Tatsache Rechnung, dass in zahlreichen praktischen
Anwendungen nur Werte von Ableitungen und selten Formeln benötigt werden. Im
Gegensatz zum symbolischen Differenzieren werden nur Zahlen und keine Formeln
manipuliert, daher ist diese Methode besonders effizient. Das Thema eignet sich für Referate
und Programmierprojekte.
Wie merke ich mir meine Geheimzahl?
Verfasser: Dietrich Geister, Hans-Böhm-Zeile 22, 14165 Berlin
Eine nützliche Übung zum Thema Zahlsysteme - nicht nur für Vertretungsstunden.
Der Bumerang im Physikunterricht
Verfasser: Bernd Kopetschke, Schelmenstraße 38, 72108 Rottenburg
Es wird ein Unterrichtsgang vorgestellt, mit dem - im Klassenverband, im Rahmen eines
Praktikums oder einer Arbeitsgemeinschaft - die Theorie des Bumerangfluges auf einfachem
Niveau während einer Doppelstunde erarbeitet werden kann. Eine Bauanleitung zeigt eine
Möglichkeit auf, mit geringen Kosten und innerhalb kurzer Zeit flugfähige Bumerangs
herzustellen.
Untersuchungen über das Verhalten der Luft im elektrischem Funken
Verfasser: Prof. Dr. Romuald Piosik, Uniwersytet Gdanski, Wydzial Chemii, Zaklad Dydakyki
Chemii, ul. Sobiesko 18, PL 80-952 Gdansk; Kerstin Nieberding und Prof. Dr. Walter Jansen,
Fachbereich Chemie der Universität Oldenburg, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg
Es werden die historischen Experimente von Henry Cavendish zur Untersuchung der Luft in
einfachen Schulexperimenten nachempfunden.
Das Streichholzspiel - die Suche nach Kohlenwasserstoff-Isomeren
Verfasser: StR Harald Sachs, Kniggeweg 8, 31787 Hameln
Leben, was ist das eigentlich?
Verfasser: Dr. Michael Reck, Felix Schill, Mathias Seitel, Hinnerk Spindler, KlettgauGymnasium, 79761 Waldshut-Tiengen
Bei der Erkundung einfacher Zellulärer Automaten stößt man auf eigenartige
"Lebensformen". Diese sind charakteristisch für eine bestimmte Klasse solcher Automaten,
die ein äußerst komplexes Verhalten zeigen. Diese Automaten zeigen modellhaft, dass
Leben als emergentes Verhalten bestimmter Systeme "am Rande des Chaos" aufgefasst
werden kann.
Die neue Sicht auf den naturwissenschaftlichen Unterricht in der gymnasialen
Oberstufe
Verfasser: Dr. Christa Kupke, Christel Steiner, Dr. Helga Knopf; Uferpromenade 5, 18147
Rostock
Bericht über einen BLK-Modellversuch zum Thema "Fachübergreifende Aspekte
ökologischer Problemstellungen und ihrer Vernetzung im naturwissenschaftlichen Unterricht
der Abiturstufe als Voraussetzung für ein aufgeklärtes Risikobewußtsein." Dieser
Modellversuch - gefördert mit Mitteln des Ministeriums für Bildung und Wissenschaft, Bonn,
und des Kultusministeriums Mecklenburg/Vorpommern - wurde am Gymnasium am
Goetheplatz, Hansestadt Rostock von 1992 bis 1995 durchgeführt. Der Abschlußbericht
erschien als Broschüre 1996 im Konrad Reich Verlag, Rostock, und kann angefordert
werden.
Mathematische Aspekte im Biologieunterricht - Probleme mit der Mathematik in der
Lehrerausbildung
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie, Fliednerstraße 21,
48149 Münster
Eine sichere Beherrschung der Grundrechenarten ist bei einem Teil der Studierenden für das
Lehramt S I (Biologie) nicht oder nur eingeschränkt vorhanden; Prozentrechnungen sind
problematisch. Die Anwendung von Schätzwerten zur Überprüfung eines Ergebnisses fehlt
oft und wird in ihrem Wert anscheinend völlig verkannt. Das Erscheinungsbild künstlicher,
sog. "eingekleideter" Aufgaben aus der Mathematik wird mit tatsächlich auftretenden
Rechenproblemen des Alltags verglichen. Studierende entwickeln selbständig
"Kapitänslösungen", obwohl die gestellten Aufgaben keine "Kapitänsaufgaben" waren und
eine Lösunge auf normalem Weg möglich war.
Neuer Fachschriftleiter für Physik
Positionspapier "Mathematische und naturwissenschaftliche Bildung an der Schwelle
zu einem neuen Jahrtausend"
Auszeichnungen auf der 89. Hauptversammlung in Leipzig
Protokoll der Mitgliederversammlung während der 89. Hauptversammlung
Landesverband Rheinland-Pfalz
5. Bundesweiter Wettbewerb Physik
Bundeswettbewerb Jugend forscht
Symposium zu dem Europäischen Projekt "Labwork in Science Education"
4. Mathe-Chat
GDCP-Jahrestagung
NVON Congres 1998 an der Vrije Universität in Amsterdam
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
"Sections européenes": bilingualer Bildungsgang in Frankreich
Verfasser: Isabella Muller, Professeur der Physique-Chimie, Lycée européen Montebello.
196, bd Montebello - B. P. 80, F - 59006 Lille cedex
In Deutschland ist er erst vereinzelt zu beobachten: Naturwissenschaftlicher Unterricht in
einer Fremdsprache. Die Diskussion darüber, ob dies eine sinnvolle Aufwertung des
naturwissenschaftlichen oder sprachlichen Profils der gymnasialen Bildung sein kann, ist
jedoch im Gang. In Frankreich ist man diesbezüglich ein Stück weiter. Prof. Isabelle Muller
berichtet über entsprechende Erfahrungen der ersten sechs Jahre.
Das Thema "Stabilität von Ökosystemen" im Biologieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. M. W. Gönner, Fachberater für Biologie am Staatlichen Seminar für
Schulpädagogik (Gymnasien), Freiburg, Kunzenweg 21, 79117 Freiburg
Ob Artenvielfalt ein ökologisches System stabilisiert, Artenarmut zu labilen Systemen führt,
ist eine schon lange bekannte biologische Fragestellung. Mit am empfindlichsten reagieren
jedenfalls diejenigen Systeme, die die höchste Artenmannigfaltigkeit aufweisen. Aussagen
der wissenschaftlichen Ökologie und der Biologie-Schulbücher stimmen hier nicht mehr
überein. Der Beitrag setzt sich mit der Problematik auseinander und macht Vorschläge für
den Unterricht.
Schulpraxis
Eine Verallgemeinerung der Binet-Formel für linear rekursive Folgen
Verfasser: Stefan Welke, In der Wehrhecke 29, 53125 Bonn
Für linear rekursive Folgen wird mit Hilfe des Matrizenkalküls eine verallgemeinerte BinetFormel hergeleitet. Damit können Folgenglieder direkt durch Linearkombinationen von
Potenzen, also nicht rekursiv berechnet werden. Anschließend werden
Konvergenzbetrachtungen für Quotientenfolgen angestellt.
Fächerverbindende Experimente für die Jahrgangsstufe 11 - Teil 2
Verfasser: Dr. Wolfgang Riemer und Jochen Konietzko, Heinrich-Mann-Gymnasium,
Fühlinger Weg 4, 50765 Köln
Lineare und quadratische Funktionen gehören zu den Grundbausteinen der Analysis,
Bewegungsvorgänge stehen am Anfang der Oberstufenphysik. Mit nicht ganz alltäglichen
Experimenten sollen beide Gebiete miteinander so verkoppelt werden, dass der
Modellcharakter von Mathematik deutlich wird.
Eine Inkreiskonstruktion ohne Winkelhalbierende
Verfasser: Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstr. 19, 57080 Siegen-Eisern
Die folgende Inkreiskonstruktion läßt sich mit wenig Algebra begründen und auch als
Bildergeschichte erzählen.
Computerberechnung der Potenzsummenpolynome
Verfasser: Dr. Dietmar Treiber, Libellenfeld 5, 40764 Langenfeld
Mit einem Computer-Algebra-System kann man die Potenzsummenpolynome äußerst
einfach berechnen. Man benötigt nicht einmal eine Formel für die Polynome.
Auftriebsprofile
Verfasser: StR Dr. Matthias Ludwig, Klopfergasse 7, 97084 Würzburg
Ein Beitrag zum fächerübergreifenden Unterricht in Physik und Mathematik.
Feuerzauber und Höllengestank
Verfasser: Ernst Wenzl, Bonhoefferstraße 11/82, 07747 Jena
Die schöngeistige Literatur bietet dem Chemielehrer mancherlei Möglichkeiten zur
Unterrichtsgestaltung, die bisher kaum genutzt werden. Der folgende Beitrag gibt
Anregungen am Beispiel einer Maupassant-Novelle.
Visuell-kolorimetrische Verfolgung der Reaktion von Kristallviolett mit Natronlauge
zur Ermittlung des Geschwindigkeitsgesetzes
Verfasser: Dr. Kerstin Höner, Fakultät für Chemie, Chemie und Didaktik der Chemie I,
Universitätsstraße 25, 33615 Bielefeld
Es wird eine visuell-kolorimetrische Versuchsvariante für die Ermittlung des
Geschwindigkeitsgesetzes der Reaktion von Kristallviolett mit Natronlauge vorgestellt. Diese
Art der Durchführung kann z. B. vor photometrischen Messungen eingesetzt werden, da sie
eine Art Brückenfunktion bei der Hinführung zur Photometrie und zum Lambert-Beer-Gesetz
erfüllt.
Blattstellungen
Verfasser: Mechthild Ebenhöh, Schlehenweg 7, 26131 Oldenburg
Rosettenartige Blattstellungen sind durch ihre Regelmäßigkeit ästhetisch sehr ansprechend.
In der siebten Klasse kann man mit den mathematischen Vorkenntnissen Kreis, Winkel,
Teiler und Vielfaches die Regelmäßigkeit der Blattstellung untersuchen und ein deskriptives
Modell entwickeln. Reizvoll ist dabei der Einsatz grafikfähiger Rechner, die experimentelle
Lösungswege ermöglichen, weil mit ihnen mühelos komplizierte Zeichnungen erstellt werden
können. Im Leistungskurs fragt man nach den Ursachen dieser regelmäßigen Anordnung
und kann - wiederum mit Hilfe grafikfähiger Taschenrechner oder Taschencomputer - ein
kausales Modell entwickeln, das auf der gegenseitigen Inhibition der Blattknospen beruht.
Experimente zur Gentechnik mit "Blue Genes"
Verfasser: Dr. Dietmar Scherr, Max-Beckmann-Schule, Sophienstraße 60, 60487 Frankfurt,
Prof. Dr. Alfred Maelicke, Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie der
Johannes Gutenberg-Universität, 55099 Mainz
Eine Versuchsreihe für Schulen wird vorgestellt, mit der grundlegende Methoden der
Gentechnik im Schülerexperiment durchgeführt werden können.
Zentraler Versuch ist die Klonierung eines Gens im Bakterium E.coli. Dabei wird eine
Verlustmutation rückgängig gemacht. Ein solches Experiment ist eine "Selbstklonierung" und
fällt nicht unter die Anwendungen des Gentechnikgesetzes. Damit läßt sich der Versuch in
der Schule durchführen.
Ein erstaunliches Experiment: Die elektrochemische Darstellung von Wasserstoff an
der Anode
Verfasser: Prof. Dr. B. Flintjer, PH Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten; Jutta Menig;
Prof. Dr. H. J. Bader, Institut für Didaktik der Chemie, Johann Wolfgang Goethe-Universität,
Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfrut/M.
Es wird ein in Vergessenheit geratenes Experiment zur elektrolytischen Erzeugung von
Wasserstoff an der Anode beschrieben, das sich mit schulischen Mitteln sehr einfach
realisieren läßt.
Die vorangegangenen Beiträge dieser Reihe sind in den ersten drei Heften dieses Jahres
erschienen.
Werkstattblatt
Gleiche Ziffern beim Spiel 77
Verfasser: Dietrich Geister
"Schule soll Spaß machen!"? Versuch einer Analyse des allgemeinbildenden
Gymnasiums
Verfasser: Dr. Arnd Jungermann, Enzbergstr. 7, 79379 Müllheim
Der Versuch einer Analyse des gymnasialen Schulsystems bezieht Aspekte der
gesellschaftlichen, wie auch der innerschulischen Rahmenbedingungen mit ein.
Verschiedene Erhebungen (Daten des statistischen Landesamtes Baden-Württemberg,
Zeitungsrecherchen) werden vorgestellt, und eine Interpretation dieser Daten aus der Sicht
eines Naturwissenschaftlers wird angeboten. Es wird aufgezeigt, dass die geringe
Bedeutung der Fremdsprachen in unserem täglichen Leben nicht korreliert mit ihrer
Gewichtung in unserem Schulsystem. Es wird eine neuartige Schulstruktur entwickelt, die
die in der Analyse aufgezeigten Schwachstellen des bestehenden Gymnasialsystems
weitgehend vermeidet.
Zur Herleitung des Coulomb-Gesetzes
Verfasser: StR Clemens Hauser, Bergstraße 38 b, 79539 Lörrach
Eine weit verbreitete, aber falsche Herleitung des Coulomb-Gesetzes, die den
Zusammenhang zwischen Feldstärke und Flächenladung beim Plattenkondensator benutzt,
wird korrigiert.
Bernd Huhn: Zu: "Berücksichtigung von Reflexion und Remission von
Wärmestrahlung in Modellexperimenten zum Treibhauseffekt"
Ilka Parchmann: Stellungnahme
Wieder schlechte Noten für den Mathematikunterricht in Düsseldorf
Ausschreibung der MNU-Preise 1999
Treviranus-Urkunde für Dr. H. G. Peukert
Positionen zur informatischen Bildung an deutschen Schulen
Friedrich W. Volck: Ein Lehrer bei DESY
Hands-On Experiments in Physics Education
Bakteriengenetik und Gentechnik
Berichtigung
Besprechungen
Bücher
Steigerung der Effizienz?
Umweltprobleme der europäischen Meere - Wohin geht die Reise in Nord- und
Ostsee?
Verfasser: Hein v. Westernhagen, Biologische Anstalt Helgoland, Notkestraße 31, 22607
Hamburg
In geraffter Form wird die aktuelle ökologische Situation von Nord- und Ostsee dargestellt.
Neueste Daten belegen das Schädigungspotential der wichtigsten Belastungsfaktoren und
deuten auf erste zaghafte Erfolge bei der Reduzierung der Belastungen hin.
Schulpraxis
Fächerverbindende Experimente für die Jahrgangsstufe 11 - Teil 1
Verfasser: Dr. Wolfgang Riemer und Jochen Konietzko, Heinrich-Mann-Gymnasium,
Fühlinger Weg 4, 50765 Köln
Lineare und quadratische Funktionen gehören zu den Grundbausteinen der Analysis,
Bewegungsvorgänge stehen am Anfang der Oberstufenphysik. Mit nicht ganz alltäglichen
Experimenten sollen beide Gebiete miteinander so verkoppelt werden, dass der
Modellcharakter von Mathematik deutlich wird.
Puzzeln für Pythagoras
Verfasser: StD Dr. Christian Rühenbeck, Postfach 11 28, 37116 Bovenden
Aus einem Puzzle, das aus nur vier Teilen besteht, kann sich ein Einstieg in die Satzgruppe
des Pythagoras entwickeln. Basis dieses Puzzles ist ein spezielles Transversalenkreuz im
Quadrat, um das sich eine Reihe neuartiger Zerlegungsbeweise rankt, in der der sogenannte
Schaufelradbeweis enthalten ist. Parallel dazu wird eine Motivation zur Vermutung eines
"Pythagoras" für Schüler einer 9. Klasse mitgeteilt.
Multiplikation von Produktionsmatrizen und Gozinto-Verfahren
Verfasser: Prof. Dr. Wolfgang Tysiak, Gartenstraße 119, 42107 Wuppertal
Bei der Behandlung von Matrizen im Unterricht sollte versucht werden, den Schülern neben
den Rechentechniken vor allem auch Veranschaulichungen und Beispiele für Matrizen zu
vermitteln. Gerade Produktionsmatrizen (Mengenstücklisten) und Gozinto-Graphen eignen
sich hierfür in hervorragendem Maße.
Die Entfernung der Supernova SN 1987 A
Verfasser: Dozent Dr. Karl-Heinz Lotze, Universität Jena, AG Didaktik der Physik und
Astronomie, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Wir stellen Schülerprojekt vor, auf der Grundlage von Originaldaten, die mit dem HubbleWeltraumteleskop gewonnen wurden, die Entfernung zur Supernova SN 1987 A in der
Großen Magellanschen Wolke zu bestimmen. Dabei wird der die Supernova umgebende
helle Ring vermessen und seine Lichtkurve analysiert. Die mit einfachsten Mitteln erzielten
Resultate sind durchaus mit den in der Literatur publizierten Werten vergleichbar.
Gekoppelte Oszillationen - oder: Batterien, die es eigentlich nicht geben darf
Verfasser: Matthias Ducci, Dr. Marco Oetken, Universität Oldenburg, Fachbereich Chemie,
Didaktik der Chemie, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg
Periodische Erscheinungen sind in der Natur von großer Bedeutung. Man hat heute erkannt,
daß ihr Auftreten eine der Grundlagen des Lebens ist.
Ein möglicher Zugang zum Themenkreis der Selbstorganisation der Materie im
Oberstufenunterricht sind periodische Elektrodenprozesse. Sie haben z. B. gegenüber
räumlichen und zeitlichen Oszillationen in homogenen Systemen den Vorteil, meist mit nur
wenigen Teilgleichungen befriedigend erklärt werden zu können. Im folgenden sollen dazu
die spontanen Potentialoszillationen von Eisenelektroden in sauren oxidierenden
Elektrolyten vorgestellt werden. Darüber hinaus wird gezeigt, daß man bei der Kombination
eigenoszillierender Elektroden Batterien erhält, die zunächst völlig überraschende
Eigenschaften besitzen: "Batterien, die es eigentlich nicht geben darf".
Fächerübergreifender Unterricht in der Diskussion
Verfasser: Dr. Gesche Pospiech, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Institut für Didaktik
der Physik, Postfach 11 19 32, 60054 Frankfurt am Main
Dieser Aufsatz soll in der aktuellen Diskussion dazu dienen, die verschiedenen Erwartungen
an "Fächerübergreifenden Unterricht" zusammenzufassen und zu ordnen. Dabei wird auch
kurz auf die Einbettung des naturwissenschaftlichen Unterrichts in den Gesamtkontext der
Bildungsdiskussion und auf die Rahmenbedingungen eingegangen. Die Schwierigkeiten bei
der Umsetzung bildungspolitischer Vorgaben werden beleuchtet.
Überlegungen zu Aspekten der Gegenwartsorientierung des Unterrichtsfaches
Chemie
Verfasser: Dr. Achim Habekost, Zum Moore 20, 31191 Algernissen
Der grundsätzliche Wertewandel in der Beurteilung naturwissenschaftlicher Ergebnisse
durch die Gesellschaft wird zum Anlaß genommen, die daraus entstehenden
Herausforderungen an den naturwissenschaftlichen Unterricht zu beleuchten. Chemische
Probleme und Fragestellungen können wegen ihrer Komplexität in der Regel nur durch
Zusammenarbeit mit anderen naturwissenschaftlichen und nicht naturwissenschaftlichen
Disziplinen gelöst werden. Der Chemieunterricht muß dieser Tatsache Rechnung tragen.
Mädchen und Physikunterricht
Verfasser: Elisabeth Frank, Studiendirektorin, Otto-Hahn-Gymnasium, In den Anlagen 7,
73760 Ostfildern
"Verbinde das Männliche mit dem Weiblichen, und du wirst finden, was du suchst." (Maria
die Jüdin, Naturwissenschaftlerin in Alexandria, 1. Jahrhundert n. Chr.) Mädchen und Jungen
werden im koeduktiven Unterricht völlig unterschiedlich behandelt, und diese
Nichtgleichbehandlung läßt Mädchen und Jungen auf unterschiedliche Weise verlieren.
Schule - als Spiegel der Gesellschaft - reproduziert täglich neu Rollenstereotypen und
Geschlechterhierarchie.
Deduktive oder induktive Behandlung der Faradayschen Elektrolysegesetze?
Verfasser: W. R. Theis, Institut für Theoretische Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee
14, 14195 Berlin
Für das Beispiel der Faradayschen Gesetze der Elektrolyse wird die Frage zur Diskussion
gestellt, ob im Unterricht ein deduktives oder ein induktives Vorgehen angemessen ist. Dabei
spielen die Vorkenntnisse der Lernenden, die zur Verfügung stehende Zeit und die
Einprägsamkeit des Gelernten eine wichtige Rolle.
Reinhard Scheller: Zu: "Die Dimensionierung von Isobuten: Markovnikov, ja - Saytzeff
- nein"
Ingo Eilks, Andrea Torge, Bernd Ralle: Entgegnung
Volker Ziegler: Zu: "Zur Kopunktualität der Seitenhalbierenden"
Prof. Dr. Michael Lichtfeldt
OStD a. D. Herbert Noack
Prof. Dr. Fritz Raith
90. Hauptversammlung 1999 in Saarbrücken
Berichte aus den Landesverbänden
Neue Methoden hochauflösender Mikroskopie
Verfasser: Dr. Franz-Josef Heiszler, Herzog-Heinrich-Straße 11, 80336 München, Oliver
Deutsch, Hagelstangestraße 5, 81925 München
Für die Feinstrukturanalyse, die in der modernen Biologie eine sehr große Rolle spielt, hat
sich neben der Entwicklung hochauflösender Mikroskope, die mit extrem kurzen
Wellenlängen arbeiten, eine neue Technik etabliert: die Nahfeldmikroskopie. Der Artikel gibt
in geraffter Form einen Überblick über die verschiedenen Formen und Einsatzmöglichkeiten
dieser Technik.
Cornelsen Förderpreis 1999
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Fachübergreifender Unterricht und Auswirkungen auf die Lehrerausbildung
Verfasser: Helmut SchmidtVerfasser: RL Reiner Maldener, Elstersteinstr. 19j, 66386 St.
Ingbert
Vor über 300 Jahren entdeckte Hennig Brand, ein kauziger "Chymist", im menschlichen Harn
den magisch leuchtenden Phosphor. Dieses seltsame kalte Feuer, der elementare Lichtstoff,
erregte im ausgehenden 17. Jh. größtes Aufsehen in der gebildeten Welt. J. D. Krafft, J.
Kunckel und G. W. Leibniz waren die Verbreiter des neuen Stoffes und machten ihn in den
Metropolen Europas bekannt.
Der Universalgelehrte Leibniz trat mit einem Phosphorprojekt hervor. Er plante den Transfer
chemischer Technologie von Deutschland nach Dänemark und stürzte damit seinen ihm
ergebenen Diener J. D. Brandshagen in ein Abenteuer ...
Das Sequenzierungsproblem von Inhalten für den Biologieunterricht
Verfasser: Dr. Dittmar Graf - Prof. Dr. Karl-Heinz Berck, Universität Gießen, Institut für
Biologiedidaktik, Karl-Glöckner-Straße 21c, 35394 Gießen
Der Beitrag weist auf ein Defizit im Bereich der biologiedidaktischen Forschung und der
Praxis des Biologieunterrichts hin: Bis heute gibt es kaum wissenschaftlich begründete
Vorschläge zur Sequenzierung von Inhalten im Biologieunterricht. Es wird eine
Sequenzierung angeregt, die sich an Begriffsdefinitionen orientiert.
Schulpraxis
Eine Osterregel nach dem "Immerwährenden Kalender"
Verfasser: StD i. R. Alfons Graßl, J.-Heilingbrunner-Str. 2b, 93413 Cham
Es wird eine Regel zur Berechnung des Ostertermins vorgestellt, die deutlicher als die
Gaußsche Regel ihren Ursprung im kirchlichen Computus erkennen läßt und die wohl auch
in der Handhabung etwas einfacher ist.
Keine Angst vor Mischungsaufgaben
Verfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen
Schülerängste vor Textaufgaben können dadurch abgebaut werden, daß man - nach der
Analyse der vorliegenden Aufgabenstruktur - selbständig von den Schülerinnen und
Schülern Aufgabentexte entwickeln läßt. Dieses "Erfinden von Rechengeschichten" zu
vorgegebenen Rechenschemata wird hier erläutert am Beispiel von Mischungsaufgaben.
Der Einstieg in das Thema "Mischungaufgaben" kann unter Verwendung der
Tabellenkalkulations-Software EXCEL erfolgen - mit dem Ziel, Lösungen der Aufgaben
iteraktiv zu bestimmen.
Dynamische Behandlung elementarer Funktionen mittels Cabri Géomètre II
Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, PH Weingarten, Kirchplatz 2, D-88250
Weingarten
Die Übertragung von Verfahren der dynamischen Geometrie, die vor allem durch die direkte
Manipulation und Erzeugung grafischer Objekte gekennzeichnet ist, auf den
Unterrichtsgegenstand "Elementare Funktionen", eröffnet neue Lehr- und Lernmöglichkeiten,
die die dynamischen Vorstellungen über funktionale Zusammenhänge entwickeln, die
inhaltlichen Defizite traditioneller Unterrichtsmodelle und die Schwächen herkömmlicher
Funktionsplotter beseitigen helfen sollen. Am Beispiel der quadratischen Funktionen werden
solche Defizite genannt und die allgemein beschriebenen dynamischen
Behandlungsmöglichkeiten unter Verwendung von CABRI II konkretisiert. Die Arbeit schließt
mit Aufgaben für weitere methodisch-didaktische Forschung auf diesem Gebiet des
computerunterstützten Mathematikunterricht in der Sek I.
Näherungsbrüche von Quadratwurzeln als Lösungen der Pellschen Gleichung mit
Hilfe des Taschenrechners
Verfasser: OStR i. R. Heinrich Brockmeyer, Eichenhainstraße 40, 91207 Lauf a. d. Pegnitz
Mit Hilfe des Taschenrechners und eines einfachen Verfahrens, welches der
Kettenbruchentwicklung entspricht, werden Näherungsbrüche von Quadratwurzeln aus
rationalen Zahlen ermittelt. Diese sind Lösungen der Pellschen Gleichung x2 – d • y2 = ± 1.
Die Quadratregel der Integralrechnung
Verfasser: Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen-Eisern
Einfache Versuche mit rollenden Kugeln
Verfasser: Dan Curticapean, Prof. Dr. Ulrich Köpf, Fachhochschule Offenburg, Badstraße 24,
77652 Offenburg
In jedem Baumarkt gibt es U- und V-Profile aus Metall in den verschiedensten Größen. Sie
sind als Rollbahnen für größere Kugellagerkugeln, Flummybälle, Billard- und
Pétanquekugeln bestens geeignet und bieten viele Möglichkeiten für lehrreiche
Freihandversuche mit oft überraschenden Resultaten. Da solche Versuche kürzlich in der
"knoff-hoff"-Fernsehshow vorgeführt wurden, lohnt es sich, sie etwas eingehender zu
behandeln und die Formeln für den elastischen Zentralstoß rollender Kugeln herzuleiten und
zu diskutieren.
Kolonnenfahren im Straßenverkehr
Verfasser: Dipl.-Ing. Christoph Friedrich, Dresdener Straße 2, 63329 Egelsbach
In einer lebensnahen Anwendungsaufgabe wird mit den Grundgleichungen der
Bewegungslehre ein einfaches Berechnungsmodell aufgebaut, das die prinzipiellen
kinematischen Mechanismen einer Fahrzeugkolonne im Straßenverkehr abbildet. In die
Thematik fließen neben den physikalischen Inhalten auch das Analysieren komplexer
Zusammenhänge, interdisziplinäre Aspekte zur Bedeutung des Verkehrs und viele
zeitgemäße Unterrichtsziele ein, wie z. B. die Verdeutlichung der Verknüpfung unseres
Lebens mit physikalisch-technischen Abläufen. Den Abschluß bilden Überlegungen zur
methodischen Umsetzung im Unterricht.
Energetik im Anfangsunterricht Chemie - eine Leitlinie
Es werden Vorschläge zu einer Unterrichtsführung gemacht, durch die man die Effizienz des
Unterrichts steigern kann.
Zur kinetischen Herleitung des Massenwirkungsgesetzes
Verfasser: Dr. Frank Jürgensen, IGS Wedel, Rosengarten 18, 22880 Wedel
Im chemischen Gleichgewicht wird der Quotient aus dem Produkt aller Eduktkonzentrationen
(mit den stöchiometrischen Faktoren als Exponenten) im Nenner und den
Produktkonzentrationen (mit den entsprechenden Exponenten) im Zähler
(Reaktionsquotient) konstant. Eine anschauliche Begründung dieser Gesetzmäßigkeit ist die
sog. kinetische Herleitung. Der Beitrag setzt sich mit vorhandener Kritik an der kinetischen
Herleitung auseinander und stellt heraus, daß sich der stochastisch-kinetische Ursprung des
Massenwirkungsgesetzes begründen läßt, auch wenn der konkrete Mechanismus einer
Reaktion unbekannt ist.
Hennig Heske: Zu: "Dynamische Geometrieprogramme" von H.-J. Elschenbroich
Fritz Ostermann: Zu: "Schritt für Schritt zur vollständigen Induktion" von G. Taake
Hans-Joachim Feldhoff: Zu: "Zur Lösung der linearen, homogenen
Differentialgleichung ..." von H. Wahl
Arno Brüning: Zu: "TIMSS" von B. Wiegand
Rolf W. Meyer: Das Neanderthalmuseum - ein außerschulischer Lernort
Lehrerakademie Bremen - Spiel mit dem Chaos
Multimedia im Mathematikunterricht
Innovationsmesse Leipzig
ICASE General Assembly und ASE-Tagung
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Elementare Modellierung von Epidemien am PC an den Beispielen Maul- und
Klauenseuche und Tollwut
Verfasser: Prof. Dr. Werner Georg Nowak, Universität für Bodenkultur, Gregor-Mendel-Str.
33, A-1180 Wien, e-mail: [email protected]
Ausgehend von einem klassischen Modell der Biomathematik (das ursprünglich für
Humanseuchen entwickelt und angewendet wurde) wird im Detail erläutert, wie man am PC
die erforderlichen Parameter konkreten realen Daten anpaßt und damit - für die beiden
diskutierten Beispiele - verblüffend befriedigende Übereinstimmung zwischen Theorie und
Realität erzielt.
Schulpraxis
Ostergruß
Verfasser: Klaus Treitz, Schillerstraße 29, 79618 Rheinfelden
Descartes erfand die Ovale bei seinen Untersuchungen zur Lichtbrechung. 1846 wurde eine
Abhandlung von Maxwell über diese Kurven vor der Royal Society of Edinburgh verlesen.
(Maxwell durfte nicht selber vortragen; er war erst 15 Jahre alt.) Man erhält die Kurve indem
man genau wie bei der Gärtnerkonstruktion der Ellipse vorgeht, dabei aber die Abstände auf
den Brennstrahlen gewichtet. Eine interessante Aufgabe für ein Geometrieprogramm. Unser
Gruß wurde mit Euklid gezeichnet.
Extremwertaufgaben ja, aber wie?
Verfasser: Prof. Dr. Rainer Danckwerts, Universität-Gesamthochschule Siegen, FB 6
(Didaktik der Mathematik), Hölderlinstr. 3, 57068 Siegen und StD Dr. Dankwart Vogel,
Andreas-Lamey-Str. 15, 33604 Bielefeld
Man freut sich, wenn im Unterricht das Thema Extremwertaufgaben näherrückt. Schließlich
steht ein sicherer Kalkül zur Verfügung, um ein reiches und zugleich "anwendungsnahes"
Aufgabenmaterial zu bearbeiten. Hinzu kommt, daß sich die Schüler durch die Sache selbst
angesprochen fühlen, ist doch das Optimieren eine sehr menschliche Beschäftigung. Mit
konstruktiven Anmerkungen wollen wir dazu beitragen, daß sich die bewährte Praxis zu
diesem Thema weiterentwickeln kann. Es geht um eine Stärkung des Elementaren, des
Historischen und des Heuristischen.
Rechnen mit physikalischen Größen
Verfasser: Prof. em. Dr. Rudolf Fleischmann, Langemarckplatz 9, 91054 Erlangen; Prof. Dr.
Georg Loos, Fachhochschule Nürnberg, Keßlerplatz 12, 90489 Nürnberg
Der Umgang mit physikalischen Größen ist unproblematisch, wenn man sich an bestimmte
einfache Regeln hält, die mathematisch definiert sind. Zunächst werden grundlegende
Aussagen über Größen und Größenwerte gemacht. Für das Rechnen mit ihnen muß vom
Sachbezug abstrahiert werden. Der Begriff Dimension wird als eine Klasse von
Größenwerten eingeführt. Diese Klassen sind Elemente einer Gruppe mit endlichem
Basissystem (nur Multiplikation und Reziprokbildung möglich!). Durch entsprechende
Auswahl findet man ein Basissystem; wenn man für jedes Basiselement eine Einheit
festsetzt, kommt man zur Gruppe der kohärenten Einheiten. Jeder Größenwert kann dann
als Produkt aus Zahlenwert und kohärenter Einheit ausgedrückt werden.
Zur Definition des elastischen bzw. unelastischen Stoßes
Verfasser: Dr. Hans-Joachim Feldhoff, Heinrich-Lübke-Str. 5, 50374 Erftstadt
Die beim Stoß zweier Körper in andere Energieformen umgewandelte kinetische Energie
kann als Maß dafür dienen, wie "elastisch" der Stoß ist. Dabei werden die schulbuchüblichen
Definitionen des vollkommen elastischen und des vollkommen unelastischen Stoßes in
plausibler Weise vereinheitlicht.
Elektrodenpotentiale und Gleichgewichtskonstanten
Verfasser: Prof. Dr. Bolko Flintjer, PH Weingarten, Am Kirchplatz 2, 88250 Weingarten; Dr.
Insa Melle, Friedrich-Schiller-Universität, Chemiedidaktik, Am Steiger 3, Haus 4, 07443
Jena; Prof. Dr. Walter Jansen, FB 9 - Chemie - der Universität, Postfach 25 03, 26111
Oldenburg
In vielen Schulbüchern wird behauptet, daß die Elektrodenpotentiale bei
Komplexgleichgewichten und Löslichkeitsprodukten durch die Elektrodenreaktion mit den in
sehr geringen Konzentrationen vorhandenen hydratisierten Metallionen hervorgerufen
würden. Es wird gezeigt, daß dies nicht der Fall sein kann. Vielmehr wird das
Elektrodenpotential durch die Reaktion des Metalls mit dem komplexierten Metallion
bestimmt. Trotz der unrichtigen Vorstellung über das Zustandekommen der
Elektrodenpotentiale lassen sich mit Hilfe der Nernstschen Gleichung aus den Meßwerten
korrekte Gleichgewichtskonstanten und Löslichkeitsprodukte berechnen. Es wird gezeigt,
daß ein Zusammenhang zwischen dem meßbaren Elektrodenpotential und dem nicht
meßbaren Potential bezüglich der Reaktion mit den hydratisierten Metallion besteht, der es
in der Tat erlaubt, korrekte Konstanten zu berechnen.
Der experimentelle Weg zum Olivenöl zum Traubenzucker - Die Chemie der Fette und
Kohlenhydrate nach dem Phänomenologisch-Integrativen Netzwerkkonzept - Teil 2:
Vom Glycerin zum Traubenzucker
Verfasser: Dr. Rebekka Heimann, Prof. Dr. Günther Harsch, Westfälische WilhelmsUniversität Münster, FB 17 - Institut für Didaktik der Chemie, Fliednerstraße 21, 48149
Münster
Die Autoren beschreiben einen Unterrichtsgang, mit dem es auf experimentelle Weise
gelingen kann, die stofflichen und strukturellen Zusammenhänge zwischen den Stoffklassen
der Fette, Seifen und Zucker im Unterricht zu erarbeiten. Im ersten Teil dieses Beitrags
(MNU 51/1) wurden die Spaltung von Fetten zu Fettsäuren und Glycerin sowie die
Seifeneigenschaften der Fettsäuresalze untersucht. Im zweiten Teil wird nun die Verbindung
zu den Kohlenhydraten konzeptionell und experimentell beschrieben. Dadurch wird auch der
entsprechende biochemische Weg vom Fett zum Traubenzucker verstehbar.
Monokline Schwefelkristalle
Verfasser: OStR Dr. Ralf Lemke, Mont-Cenis-Str. 567, 44627 Herne
Aus Butyrolacton kann man die bei Raumtemperatur instabile Modifikation des Schwefels in
monoklinen Kristallen von bis 1 cm Länge erhalten. Man kann Nadeln auch in einer
erstarrenden Schmelze finden, diese wandeln sich jedoch in wenigen Minuten in die
stabilere rhombische Modifikation um. Einige Gründe für die Verwendung von g-Butyrolacton
als zweckmäßiges Lösemittel (nicht nur) für Schwefel werden erläutert.
Die Analyse des Ökosystems "Fischteich"
Verfasser: OStR Dr. Uwe Hilgers, Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie/DC II, Postfach
10 01 31, 33501 Bielefeld
Die Analyse von Fischteichen ist ein geeignetes Beispiel für die Förderung des "Vernetzten
Denkens" beim Schüler, aber auch, um fächerübergreifende Aspekte in den Unterricht
einzubringen. Im vorliegenden Beispiel werden die Veränderungen biotischer und abiotischer
Faktoren in mehreren Fischteichen, die miteinander in Verbindung stehen, innerhalb von
zwei Doppelstunden mit schulischen Mitteln bestimmt. Aus den Ergebnissen werden
zahlreiche Vernetzungen zwischen den Einzelfaktoren hergeleitet, was in einer ausführlichen
Ergebnisdiskussion erläutert wird.
Immunbiologische Schülerversuche
Verfasser: Dr. Horst Schneeweiß, Gesamtschule Blankenese, Frahmstraße 15 a/b, 22587
Hamburg
Weiße Blutzellen aus der Miesmuschel Mytilus edulis sind mit etwas Übung einfach in
großer Menge zu gewinnen. Die Muscheln sind leicht zu beschaffen und zu halten, daher
ideal für den Biologieunterricht in der Schule. Muscheln werden im Fischgeschäft um die
Ecke besorgt und lassen sich in einem größeren Gurkenglas und im Kühlschrank bequem
eine Woche halten. Die weißen Blutkörperchen aus der Miesmuschel dienen als
Modellzellen für zelluläre immunologische Aktivitäten. Es werden einfache Schülerversuche
zur Darstellung amöboider Wanderungsaktivität, Phagozytose, Zytotoxizität und
Agglutination vorgestellt.
Heinz Jörg Claus: Zu: "Betrachtungen zu einer Extremwertaufgabe" von D. Treiber
Dietrich Kahle: Zu: "Betrachtungen zu einer Extremwertaufgabe" von D. Treiber
Vorstandssitzung in Leipzig 1997
Berichte aus den Landesverbänden
Bundesfachleitertagung Biologie
Astronomieseminar des Landesverbandes Hessen
Astronomie auf der 89. Hauptversammlung 1998 in Leipzig
Fachtagung zur Geschichte der Mathematik
Preisverleihung Jugend forscht für die Umwelt
DPG-Fortbildungskurse für Physiklehrer 1998
Ausstellung Mathematik zum Anfassen
Kolloquium "Rechenmeister und Cossisten der frühen Neuzeit"
TI-92 Fortbildung in Münster
Mathe-Chat im Mathe Treff
Ausstellung Insekten - die heimlichen Herrscher
Ausstellung Arktis/Antarktis
Besprechungen
Bücher
Grußwort zum Jahreswechsel
Schleifen und Kurven am Himmel
Zu den lohnenswerten Beobachtungsobjekten gehören die Planeten, die "Geschwister
unserer Erde" mit ihren unterschiedlichen Sichtbarkeiten und mannigfaltigen Bewegungen,
wie wir sie von unserer Beobachtungsplattform Erde sehen. Sie beleben gleichsam das Bild
des anscheinend gleichbleibenden Sternhimmels. Die von der Erde wahrgenommenen
Planetenbewegungen entsprechen keineswegs den wirklichen Bewegungen, die sie um die
Sonne vollführen. Wie diese "Trugbilder" der Planeten entstehen und zu beobachten sind,
soll der folgende Beitrag veranschaulichen.
Schulpraxis
Schienenbonus bei Bahn und Transrapid?
Verfasser: Dr. Dirk Windelberg, AG Qualität im Institut für Mathematik, Universität Hannover,
Welfengarten1, 30167 Hannover
Zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung werden Grenzwerte zur Lärmbelastung
festgelegt. Mess- und Prüfverfahren sind einfache Anwendungen von Kenntnissen aus den
Fächern Mathematik, Physik und Biologie, so daß eine Gesundheitserziehung als
fächerübergreifendes Unterrichtsthema durchgeführt werden kann.
Hier wird am Beispiel des Schienenbonus für die Bahn dargestellt, wie diese Grenzwerte
durch "psychologische Bewertung" beeinflußt werden können. Ferner werden Argumente
aus Gutachten zur Begründung einer Übertragbarkeit des Schienenbonus auf den
Transrapid vorgestellt, die sich für eine kritische Bearbeitung im Unterricht eignen.
Vermeidbare Fehler bei Taschenrechner oder Computer
Verfasser: Dr. Dieter Brandt, Uni Freiburg, Eckerstraße 1, 79104 Freiburg
Da Taschenrechner und Computer nur mit endlich vielen Zahlen rechnen, ist es
unvermeidbar, daß Fehler entstehen können. Manchmal kann man solche Fehler vermeiden,
wenn man den Rechenweg passend abändert. Dies soll an zwei Beispielen aufgezeigt
werden.
Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen
Mit diesem Artikel beginnt eine Serie von Experimentierdarstellungen mit Kunststoffflaschen,
die den Unterricht bereichern sollen. Die Plastflaschen sind einfach zu beschaffen und
eignen sich für viele Experimente aus den verschiedenen Inhaltsbereichen des
Physikunterrichts.
Berücksichtigung von Reflexion und Remission von Wärmestrahlung in
Modellexperimenten zum Treibhauseffekt
Verfasser: Dr. Ilka Parchmann, Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg, Fachbereich
Die Remission von Wärmestrahlung durch Spurengase in der Atmosphäre hat einen
wesentlichen Anteil am Treibhauseffekt. Es wird ein Experiment vorgestellt, mit dem diese
Remission im Unterricht anschaulich demonstriert werden kann. Der Versuchsaufbau eignet
sich auch, um die Reflexionen von Lichtstrahlung durch Stäube und Nebel aufzuzeigen.
Der experimentelle Weg vom Olivenöl zum Traubenzucker - Teil 1
Verfasser: Dr. Rebekka Heimann, Prof. Dr. Günther Harsch, Westfälische WilhelmsUniversität Münster, FB 17 - Institut für Didaktik der Chemie, Fliednerstraße 21, 48149
Münster
Die Autoren beschreiben einen Unterrichtsgang, mit dem es auf experimentelle Weise
gelingen kann, die stofflichen und strukturellen Zusammenhänge zwischen den Stoffklassen
der Fette, Seifen und Zucker im Unterricht zu erarbeiten.
Wie kommt der Leopard zu seinen Flecken?
Verfasser: Dr. Michael Reck - Hinnerk Spindler, Klettgau-Gymnasium, 79761 WaldshutTiengen
In einem fächerübergreifenden Ansatz wird die Ausbildung von Fellmustern untersucht. Es
zeigt sich, daß schon mit einem relativ einfachen mathematischen Modell Muster erzeugt
werden können, die Fellzeichnungen sehr ähnlich sind.
Elemente eines erneuerten Bildungsverständnisses für den Sachunterricht und für
den (integrierten) Biologieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Jürgen Tausch, Technische Universität Braunschweig, Institut für Biologie
und Chemie und deren Didaktik, Pockelstr. 11, 38106 Braunschweig
Der Autor nimmt die aktuelle Diskussion über Fächerintegration zum Anlaß, die Frage nach
dem Bildungsauftrag der Biologie neu zu stellen. Er plädiert für einen Unterricht, der
Zusammenhangwissen und Naturverständnis zum Ziel hat.
Ulrich Uffrecht: Zu: "Die Kettenlinie" von H. Junge
Jörg Müller: Zu: "Zeichnerische Lösung des geraden zentralen Stoßes" von N. Müller
Alfons Grassl: Zu: Neue Standards für das Lösen geometrischer
Berechnungsaufgaben ..." von H. Schumann
Beitragszahlung 1998
Reisestipendium Deutsches Museum München
Richtlinien-Entwürfe für SII in NRW
Congrès pluraliste des Sciences
UPD: Jahrestagung und Europatag
Bericht über die 38. Internationale Mathemaik-Olympiade
28. Internationale Physikolympiade (IPhO) in Sudbury, Kanada
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
1997 (Jahrgang 50)
50. Jahrgang, Heft 6, ISSN 0025-5866, 15. November 1997
50 Jahre MNU
Schon wieder Würfelfraktale
Verfasser: Prof. Dr. Herbert Zeitler, Mathematisches Institut der Universität Bayreuth,
Postfach 10 12 51, 95440 Bayreuth
Mit Erstaunen stellte ich fest, daß mein Aufsatz Kollegen veranlaßte, mir zu schreiben. Leila
Marek-Crnjak aus Maribor (Slowenien) publizierte sogar eine weiterführende Arbeit dazu leider in Slowenisch. Dies alles beweist, daß es auch im Schulbereich noch eine gewisse Art
von "Forschung" gibt - ich möchte sie mathematische Kleinkunst nennen. Diese Erkenntnis
ist Grund genug, das Thema Würfelfraktale nochmals aufzugreifen.
Schulpraxis
Drachenkurven und Selbstähnlichkeit
Verfasser: Reimund Albers, Prager Str. 26, 28211 Bremen
Eine Fortführung des Artikels "Über Papierfaltfolgen und Drachenkurven zu Methoden der
Fraktalen Geometrie".
Ein Vier-Punkte-Problem - eine einfache Klassifikation im Rahmen des vertiefenden
Unterrichts
Verfasser: Lehrer i. Angv. Dipl.-Math. Ulrich Anders, Gärtnerstr. 11, 25566 Lägersdorf
Klassifikationen sind wichtige Elemente in der Mathematik. Um it den Schülerinnen und
Schülern exemplarisch eine Klassifikation zu erstellen, benötigt man ein einfaches, aber
dennoch interessantes Problem. Im Beitrag wird ein geometrisches Problem sowie eine
vollständige Übersicht über alle Lösungsfiguren vorgestellt.
Anfang und Ende der größten bekannten Mersenneschen Primzahlen
Verfasser: Dr. rer. nat. Josef Täuber, Uhlandstr. 9, 71154 Nufringen
Es werden einfache Algorithmen aufgestellt, um mit Hilfe eines PCs die Anfangs- und
Endziffern von Mersenneschen Primzahlen berechnen zu können. Diese Algorithmen
können in der Kryptographie angewandt werden.
Die Minimax-Methode
Verfasser: OStR Dieter Linz, Westliche Ringstraße 33, 74889 Sinsheim
Beim Programmieren von Strategiespielen wie Schach und Dame benutzt man die MinimaxMethode der Spieltheorie. Baumdiagramme vorgegebener Tiefe dienen zur Berechnung des
optimalen Zuges. Hier wird das Minimax-Prinzip an einem einfachen - auch für die
Sekundarstufe I geeigneten - Strategiespiel entwickelt. Man benötigt ein bis zwei
Schulstunden.
Ein anschauungsbezogener Beweis des Umfangswinkelsatzes
Verfasser: Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstr. 19, 57080 Siegen-Eisern
Der Beweis läßt sich vollständig auf der verbalen Ebene führen.
Das Foucault-Pendel als Schaukastenexperiment
Verfasser: StRef German Hacker, Helene-Lange-Gymnasium Fürth, Tannenstr. 19, 90762
Fürth
In diesem Beitrag wird der Aufbau eines kurzen, entdämpften Foucault-Pendels im Rahmen
eines Projektes mit Schülern beschrieben. Es werden dabei Hinweise zu einzelnen Bauteilen
und zur Vermeidung von Störungen gegeben.
Nicht lineare Schwingungen im Physikunterricht
Verfasser: Dr. Irmgard Heber, Eleonorenschule, 64283 Darmstadt, Dr. Jörg Fischer, Oswaldvon-Nell-Breuning-Schule, 63322 Rödermark
Wir berichten über die Erfahrungen aus zwei Unterrichtsreihen über nichtlineare
Schwingungen. Der Schwerpunkt des Berichtes sind die konkreten Unterrichtserfahrungen,
da es zur experimentellen und theoretischen Seite bereits diverse Veröffentlichungen gibt.
Die Dimerisierung von Isobuten: Markovnikov, ja - Saytzeff, nein
Verfasser: Dr. I. Eilks, A. Torge, Prof. Dr. B. Ralle, Universität Dortmund, FB Chemie,
Didaktik der Chemie, Postfach 50 05 00, 44221 Dortmund
Am Beispiel der Dimerisierung von Isobuten wird aufgezeigt, wie im Kursunterricht ein
Zugang zu den Regeln von Markovnikov und Saytzeff gelingen kann. Im Mittelpunkt stehen
dabei die Interpretation der experimentellen Ergebnisse sowie die Diskussion der sterischen
Effekte.
Umweltchemie als Unterrichtsthema
Verfasser: OStR Dr. Uwe Hilgers, Elisabethstr. 19, 33803 Steinhagen
Umweltchemie ist ein Teilgebiet der Chemie, das für den Chemieunterricht immer mehr an
Bedeutung gewinnt. Die große Vielfalt an chemischen Aspekten, die hierbei eine Rolle
spielen, macht dieses wichtige Thema für den Schüler jedoch auch besonders schwierig. Die
Konsequenzen, die sich hieraus für die Planung von Unterrichtsreihen ergeben, sowie die
Möglichkeiten für fächerübergreifenden Unterricht und Projektunterricht werden diskutiert.
Nährstoffverteilung im Weizenkorn
Verfasser: Silke Mack-Rymatzki, Am Pfad 14, 35625 Hüttenberg, StR Norbert Bertelsbeck,
Curtmannstraße 30, 35394 Gießen
Der Nachweis, daß naturbelassene (vollwertige) Nahrungsmittel ernährungsphysiologisch
wertvoller sind als verarbeitete Nahrungsbestandteile, kann von Schülerinnen und Schülern
experimentell schon in der 5. Klasse geführt werden.
Als Nährstoffnachweise werden Jod-Stärke-Reaktion, Xanthoprotein-Probe und FettfleckVersuch am Weizenkorn angewendet.
Die Bedeutung der Begriffe "Grundnahrungsmittel" und "vollwertiges Nahrungsmittel" wird
erarbeitet.
Bewegungen im rotierenden System
Verfasser: Dipl. Phys. Arthur Baumann, Prof. a. D., Scheffelstraße 30, 79102 Freiburg
Der Beobachter, der sich in einem rotierenden Bezugssystem bewegt, erlebt neben der
Zentrifugalbeschleunigung als Trägheitskraft eine Beschleunigung quer zu seiner
Bewegungsrichtung und entgegengesetzt zum Drehsinn des rotierenden Systems. Hier
werden dazu Freihandversuche und messende Versuche beschrieben, die sich mit
einfachen Mitteln ausführen lassen.
Werkstattblatt
Hilflosigkeit bei einem Chlorunfall
Verfasser: Rüdiger Fladt
Dynamische Geometrieprogramme: Tod des Beweisens oder Entwicklung einer neuen
Beweiskultur?
Verfasser: StD Hans-Jürgen Elschenbroich, Kirchstr. 26, 41352 Korschenbroich
Die dynamischen Geometrieprogramme wie Cabri, Euklid, Geolog haben die
Geometriekonstruktionen beweglich gemacht. Neue Themen und neue Methoden werden
möglich: Klassische Sätze der Schulgeometrie erfährt man im Zugmodus als Invarianzen,
das Ausprobieren und Überprüfen von Vermutungen im Zugmodus wird zum fundamentalen
Bestandteil des Unterrichtens. Dadurch wird aber auch gleichzeitig das Bedürfnis, noch
etwas beweisen zu müssen, verringert.
Es wird untersucht, welche veränderte Stellung das Beweisen im modernen
computerunterstützten Geometrieunterricht haben kann.
Eine fächerübergreifende Unterrichtseinheit für die S II am Beispiel "Molekulare
Genetik und ihre gesellschaftlichen Konsequenzen"
Verfasser: Wolfgang Kehren (Biologie) und Renate Weyand (Sozialwissenschaften), Deutzer
Gymnasium, Schaurtestr. 1, 50679 Köln
Die Diskussion über Gentechnik wird außer im naturwissenschaftlichen Fachrahmen sehr
viel stärker unter sozialwissenschaftlichen und ethischen Aspekten geführt. Ausgehend vom
Modell der Enquête-Kommission des Bundestages zur Gentechnik wurde ein Versuch
unternommen, diese interdisziplinäre Arbeitsweise auf Unterrichtssituationen zu übertragen.
Dabei wurden Leistungskurse in Biologie und Sozialwissenschaften über einen längeren
Zeitraum phasenweise organisatorisch zusammengeführt.
Schulen ans Netz: Bislang noch ein Kampf mit Hindernissen
Verfasser: Dr. Hartwig Möllencamp, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Didaktik der
Chemie, Postfach 50 05 00, 44221 Dortmund
Anhand von Erhebungsdaten wird ein Situationsbericht zum Projekt "Schulen ans Netz"
gegeben. Den Schwerpunkt des Artikels bildet die Beschreibung des Antwortspektrums zur
Frage nach den aktuellen Problemen bei der konkreten Umsetzung des SaN-Projekts
innerhalb der Schulen.
Auszeichung für Friedrich Becker
Fachtagung zur Förderung von Jugendlichen in Chemie
Jahrestagung FG Chemieunterricht der GDCh
Europäischer Chemiepreis für Lehrer und Schüler
Hörlein-Preis 1998
Projekt "Paten für Chemielehrer"
Humanismus-Preis an Dr. Flad
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
TIMSS - und dann?
Evolution von kooperativem Verhalten
Verfasser: Dr. Michael Reck und Stefan Maier, Klettgau-Gymnasium, 79761 WaldshutTiengen
Obwohl Kooperation zwischen Organismen häufig anzutreffen ist, stellt sich doch die Frage,
warum sich kooperatives Verhalten in der Evolution überhaupt entwickeln konnte, da doch
der individuelle Fortpflanzungserfolg durch Kooperation geschmälert wird. In diesem Beitrag
wird das Phänomen Kooperation mit den Methoden der Spieltheorie untersucht und ein
mathematisches Modell vorgestellt, das tiefere Einsichten in die grundlegenden
Mechanismen kooperativen Verhaltens ermöglicht. Ein Experiment aus der
Verhaltensbiologie verdeutlicht die praktische Bedeutung solcher theoretischen
Überlegungen.
Schulpraxis
Die Platonischen Körper als dreidimensionale Widerstandsnetze
Verfasser: StR z. A. Matthias Ludwig, Klopfergasse 7, 97084 Würzburg
Daß fächerverbindender Unterricht in Mathematik und Physik besonders gut möglich ist,
wissen die meisten Kollegen. Auch hier wird wieder ein Beispiel aus dieser Unterrichtsart
vorgestellt. Allerdings werden die Platonischen Körper nicht in der Himmelsmechanik als
Pendants zu den Planetenbahnen eingesetzt, sondern es wird ein Bezug zur
Elektrizitätslehre der 10. Jahrgangsstufe hergestellt. Hauptziel dieses Unterrichts ist, aus der
Symmetrie der Körper für die Widerstandsberechnungen den größten Nutzen zu ziehen.
Untersuchung der Bewegung des Maxwellschen Rades
Verfasser: Gerhard Palme, Eserwaldweg 7, 86830 Schwabmünchen
Nach der Darlegung der Lehrplanbezüge erfolgt zunächst die jahrgangsstufengemäße
Aufstellung und Lösung der Bewegungsgleichung des Maxwellschen Rades bei
Vernachlässigung und bei Berücksichtigung von Energieverlusten. Im Hauptteil wird ein
neues Meßverfahren zur Aufzeichnung der Bewegung des Maxwellschen Rades mit Hilfe
eines T-Y-Schreibers vorgestellt: Die Schnüre, an denen es sich üblicherweise auf- und
abwickelt, sind durch Widerstandsdrähte ersetzt. Schließlich werden Möglichkeiten zur
Auswertung der so erstellten Schreiberdiagramme skizziert.
Erzwungene Schwingungen und Resonanzkurve
Verfasser: Prof. Dr. Klaus Weltner, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Institut für Didaktik
der Physik, Gräfstraße 39, 60486 Frankfurt
Mit einer sehr einfachen Anordnung läßt sich die Resonanzkurve, - die Abhängigkeit der
Amplitude einer erzwungenen Schwingung von der Frequenz des Erregers -, qualitativ
demonstrieren und quantitav bestimmen. Als Erreger wird dabei statt eines Motors, der an
vielen Schulen nicht vorhanden ist, ein mechanisches Pendel benutzt, dessen Masse
vergleichsweise groß und dessen Frequenz variierbar ist.
Differentialgleichung einer linear gedämpften Schwingung
Verfasser: Prof. Dr. Herbert Wahl, Pädagogische Hochschule Ludwigsburg, Fachbereich
Physik, Reuteallee 46, 71634 Ludwigsburg
Es wird gezeigt, daß mittels eines modifizierten Exponentialansatzes die allgemeinen
Lösungen der Differentialgleichung einer linear gedämpften Schwingung ohne die
Verwendung komplexer Zahlen in allen Fällen direkt angegeben werden können.
Potenzen der Summe zweier Quadrate
Verfasser: Prof. Dr. C. Leubner, Institut für Theoretische Physik, Leopold-FranzensUniversität Innsbruck, Technikerstraße 25, A-6020 Innsbruck
Symmetrien bei Fibanocci-Zahlen
Verfasser: OStD Gebhard Hepp, Dammer Weg 1, 63773 Goldbach
Die Fibonacci-Zahlen sind modulo jeder natürlichen Zahl periodisch. Nimmt man als Modul
eine Quadratzahl und trägt eine volle Periode in eine zugehörige Quadrattafel ein, so werden
manche Kästchen gar nicht, manche mehrfach besetzt. Ordnet man jeder Trefferzahl eine
bestimmte Hintergrundfarbe des Kästchens zu, so ergeben sich ästhetisch reizvolle Bilder
mit ganz verschiedenen Strukturen und überraschende Symmetrien, die im Stile der
Konkreten Kunst visualisiert werden und die noch nicht erforscht sind.
Flächenmessung mit dem Linearplanimeter
Verfasser: Dipl.-Geophys. Bernd Wagner, Hauptstraße 26, 56283 Nörtershausen und Dipl.Phys. Joachim Saur, Institut für Geophysik, Universität zu Köln, 50293 Köln
Mit einfachen geometrischen Überlegungen wird an einem Rechteck das Grundprinzip eines
Linearplanimeters erläutert.
Integrieren mit dem Beil
Verfasser: StD Klaus Treitz, Georg-Büchner-Gymnasium, 79618 Rheinfelden
Sofern die Gleichungen der Randkurven bekannt sind, ist es Sache der Integralrechnung,
den Inhalt einer Fläche zu bestimmen. Wenn nur eine Zeichnung z. B. eine Landkarte,
vorhanden ist, greift man auch heute noch zum Planimeter! Eine vertiefende Alternative zum
vorangegangenen Artikel von B. Wagner.
Aus Forschung und Technik
Somatische Embryogenese: Grundlagen und Anwendung in der Praxis
Verfasser: Dr. Eva Pleschka, Curtmannstraße 30, 35394 Gießen
Die somatische Embryogenese wird zur in vitro Vermehrung von Pflanzen eingesetzt. Sie
spielt eine wichtige Rolle bei der Erzeugung transgener Pflanzen und künstlicher Samen.
Es wird ein Überblick über grundlegende Vorgänge der somatischen Embryogenese und die
anwendungsorientierte Nutzung der somatischen Embryogenese gegeben.
Vom "ersten" deutschen Uran - zwei Belegstücke
Verfasser: Prof. Dr. Robert J. Schwankner, Dipl.-Ing. (FH) Peter Schöffl, Dipl.-Ing. (FH)
Manfred Gaßner und Dipl.-Ing. (FH) Rudolf Laubinger, Fachgebiet Umweltchemie Radioökologie, Fachhochschule München, Karlstr. 6, 80333 München; Dr. Jürgen von
Czarnecki, Wissenschaftliches Institut für Materialuntersuchungen, 85435 Erding.
Nachdem bereits die Farbkraft von Uranoxidstufen ("Urankeramik") und von unterschiedlich
koordinierten Uranylkationen ("Uranglas") als frühe Verwendungen von Uran in diesem
Rahmen vorgestellt wurden, wird nunmehr auf Uranmetall eingegangen. Ausgangspunkt
dabei sind zwei ungewöhnliche erste Belegstücke von Uranmetall deutscher Provenienz und
ihre qualitative radiometrische Charakterisierung als ein Beitrag zur Technik- und
Wissenschaftsgeschichte des Urans.
Ein Versuch für Auge und Herz
Die geschickt durchgeführte Kristallisation von Kaliumchlorat kann sich zu einem
sehenswerten Farbenspiel entwickeln.
Einige Ergebnisse der TIMS-Studie
Verfasser: Bernd Wiegand, Universität Kassel, Fachbereich Mathematik, Heinrich-Plett-Str.
40, 34109 Kassel
Die Ergebnisse der im November letzten Jahres veröffentlichten Third International
Mathematics and Science Study (TIMSS) sind in der Öffentlichkeit und insbesondere in den
Medien intensiv diskutiert worden. In diesem Artikel sollen nun die z. Z. veröffentlichten, auf
die Jahrgangsstufen sieben und acht bezogenen Ergebnisse dieser Studie und deren
Konzeption etwas ausführlicher dargelegt werden, um dem hierzu bestehenden
Informationsbedarf nachzukommen.
Michael Felten: Mathe light ist keine Lösung
Christian E. Jäkel: Zu: "Schlechte Noten für den Mathematikunterricht" in MNU 50/3
Winrich Renz: Zu: "Hans Christian Andersen und Pythagoras" in MNU 49/8
Landesverband Südbayern
Nachruf auf Prof. Dr. Heinrich Stork
4. Bundesweiter Wettbewerb Physik Sek. I
Bericht über die Anhörung der KMK zur TIMS-Studie
Naturwissenschaft im Alltag
Mathematik-Olympiade
Neues in Kürze
Besprechungen
Bücher
Experimentieren im Biologieunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Siegfried Klautke, Lehrstuhl Didaktik der Biologie, 95440 Bayreuth
Wissenschaftstheoretische Hintergründe zum Begriff "Experiment" werden dargelegt.
Ergebnisse verschiedener empirischer Erhebungen zum Stellenwert des Experimentierens
im Biologieunterricht werden miteinander verglichen. Einige Alternativen zum
Experimentieren werden diskutiert.
Lernen im Chemieunterricht als Vorstellungswechsel
Verfasser: Dr. Cordula Heinecke, Mathematisch-naturwissenschaftliche Fakultät, Institut für
Chemie, der Humboldt-Universität, Unter den Linden 6, 10099 Berlin
Es wird versucht, Möglichkeiten aufzuzeigen, wie Schüler von ihren Alltagsvorstellungen zu
einer wissenschaftlichen Sicht geführt werden können. Ausgehend von theoretischen
Aspekten des Vorstellungswechsels werden Ansätze einer Unterrichtsstrategie
herausgearbeitet, die zum besseren Verständnis wissenschaftlicher Phänomene im
Chemieunterricht beitragen kann.
Schulpraxis
Vom Differential zum Integral
Verfasser: OStR Hermann Hammer, Gottlob-Schneider-Str. 16, 76275 Ettlingen
Die Integralrechnung ist mehr als nur eine Methode zur Bestimmung von Flächeninhalten.
Leider geht das kaum aus den gängigen Schulbüchern hervor. Im folgenden Beitrag soll
gezeigt werden, wie das Integral, ausgehend von Näherungsberechnungen mit Hilfe des
Ableitungsbegriffes, als verallgemeinertes Produkt eingeführt werden kann. Die
Flächeninhaltsberechnung ist dann eine von zahlreichen Anwendungen dieses Produkts.
Zur Kopunktualität der Seitenhalbierenden
Verfasser: StD Jörg Meyer, Schäfertrift 16, 31789 Hameln
Das sich die drei Seitenhalbierenden eines Dreiecks in einem Punkt schneiden, wird auf
möglicherweise neue, auf jeden Fall symmetrische Art bewiesen. Als Folgerung erhält man
leicht die Teilungseigenschaft des Schwerpunkts, als Anschlußüberlegung den Satz von
Ceva.
Interdisziplinäre Assoziationen zu einer Kunstplastik im Mathematik-unterricht
Verfasser: Johannes Kratz, Ulmenstraße 16, 82131 Gauting
An einem Beispiel wird gezeigt, wie ein mathematischer Themenkreis fächerverbindend
dargeboten werden kann. Dabei geht es um entdeckendes Lernen ohne Bindung an
Stoffpläne und spezifische Vorkenntnisse.
Potenzen der Quotienten aufeinanderfolgender Glieder von rekursiv definierten
Folgen an = ran-1 + an-2
Verfasser: Heinrich Brockmeyer, Eichenhainstraße 40, 91207 Lauf a. d. Pegn
Die Potenzen der Quotienten aufeinanderfolgender Glieder der durch an = ran-1 + an-2
definierten Folgen liefern gute Näherungen für die Glieder der Folge selbst, wenn
entsprechende Startwerte gewählt werden. Folgen mit anderen Startwerten stehen zu dieser
in einem bestimmten Verhältnis. Es ist bemerkenswert, daß bei den Dezimalzahlen der
Potenzen mit wachsender Hochzahl direkt hinter dem Komma immer mehr
aufeinanderfolgende Nullen bzw. Neunen auftreten.
Graphische Darstellungen zur relativistischen Dynamik, insbesondere zum ComptonEffekt - Teil 2
Verfasser: Prof. Dr. H. Harreis und Prof. Dr. N. Treitz, Gerhard-Mercator-Universität GH
Duisburg, FB Physik, 47048 Duisburg
Beim Compton-Effekt (bei vorher nahezu ruhendem Elektron) sind Impulse und Energie für
alle beteiligten Teilchen eindeutig miteinander verknüpft, was üblicherweise durch Energien
und Winkel gekennzeichnet wird. Ein dreidimensionales Modell aus Acrylglas- oder
Kartonscheiben (bzw. verkleinert aus Papier) erlaubt es, bei Vorgabe von Impuls und damit
auch Energie des einlaufenden Photons (das Elektron wird vor dem Stoß als ruhend
angenommen) und Vorgabe des Streuwinkels des Elektrons oder des Photons alle übrigen
Größen nach dem Stoß geometrisch zu bestimmen. Da der Compton-Effekt bei
vernachlässigbarer Start-Bewegungsenergie des Elektrons in zwei Dimensionen abläuft,
können zwei Dimensionen des Raumes zur Darstellung des Impulses und die dritte zur der
der Energie benutzt werden. Auch andere Zusammenhänge der relativistischen Mechanik
werden so visualisiert.
Bewegungsanalyse mittel Videokamera
Verfasser: Dr. Franz Josef Heiszler, Herzog-Heinrich-Str. 11, 80336 München
Die Diskussion von Bewegungsvorgängen im Rahmen des Physikunterrichts der Oberstufe
erschöpft sich in der Regel mit gleichförmiger und gleichmäßig beschleunigter Bewegung.
Dies liegt vor allem an der in Schulen üblicherweise vorhandenen Meßtechnik, die eine
Untersuchung komplizierter Bewegungsabläufe verbietet. Mit Hilfe einer handelsüblichen
Videokamera, einem Fernseher und einem PC, wie sie inzwischen wohl in jeder Schule
verfügbar sind, lassen sich beliebige Bewegungen studieren. Dabei vollziehen die Schüler
selbst die verschiedenen Bearbeitungschritte, mit denen aus den Meßdaten
Bewegungsgleichungen gewonnen werden.
Nachweis der n-Alkane in Rohbenzin
Verfasser: Dr. Reinhard Scheller, Cato Bontjes van Beek Gymnasium, Bergstr. 26, 28832
Achim, Prof. Dr. Eberhard Just, Universität Bremen, Fachbereich 2, Leobener Str., 28334
Bremen
Es wird ein experimentell orientierter Unterrichtsgang vorgestellt, in dem auf der Grundlage
gaschromatographischer Untersuchungen eine Identifizierung einzelner Komponenten eines
Rohbenzins mit Hilfe der Retentionsindices vorgenommen wird. Als Hauptbestandteile
werden die n-Alkane festgestellt. Die vorgestellte Unterrichtseinheit ist als Baustein eines
Gesamtkonzeptes zum Inhaltsbereich "Treibstoffchemie" zu betrachten. Die gewonnenen
Erkenntnisse zur Stoffidentifizierung können in darauf folgenden Unterrichtssequenzen
eingesetzt werden.
Materialsprengung durch quellende Samen
Verfasser: Dr. Helmut Vogt, Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie,
Fliednerstr. 21, 48149 Münster
Bislang in der Literatur vorgeschlagene Experimente zur Demonstration des
Quellungsdruckes sind angesichts dessen, was erreicht werden kann, wenig eindrucksvoll
und in der Durchführungszeit für den Unterricht zu langwierig bzw. unkalkulierbar. Die hier
vorgestelten Experimente können zwar keinesfalls die theoretisch erreichbaren,
außerordentlich großen Drücke erzielen, doch wird unter anderem aufgezeigt, wie man
innerhalb einer Doppelstunde Quellungsdrücke von über 50 bar aufbauen und mit den sich
entwickelnden Kräften Kalksandsteine zersprengen kann.
Unterrichtliche Erfahrungen mit dem Experimentier-Kit "Künstliches Blut"
Verfasser: Prof. Dr. Manfred Keil, StR Dr. Rainer Drös, Staatliches Seminar für
Schulpädagogik, Im Neuenheimer Feld 561, 69120 Heidelberg
In einigen Bundesländern ist es nicht erlaubt, in Schulen Untersuchungen an menschlichem
Blut durchzuführen. Um dennoch Versuche zum wichtigen Unterrichtsthema "Blut" zu
ermöglichen, ist sogenanntes künstliches Blut entwickelt worden. Unterrichtserfahrungen
damit werden vorgestellt.
Werkstattblatt
Weltbevölkerung - Aktuelle Hochrechnungen auch aus dem Internet
Verfasser: Wolfgang Riemer
Die Maxwell- und die Wellengleichung
Verfasser: OStR Hermann Hammer, Gottlob-Schneider-Straße 16, 76275 Ettlingen
Maxwells Entdeckung der nach ihm benannten Gleichungen der Elektrodynamik gilt
übereinstimmend als das Ereignis in der Physik des 19. Jahrhunderts. Leider ist eine exakte
Behandlung wegen der mathematischen Schwierigkeiten im Unterricht nicht möglich. Der
folgende Beitrag möchte einen Weg zur Diskussion stellen, wie unter Verzicht auf
mathematische Strenge Maxwells Gedankengänge den Schülern eines PhysikLeistungskurses nahegebracht werden können.
Mitgliederversammlung auf der 88. Hauptversammlung 1997 in Hamburg
Landesverband Bremen - Bezirksgruppe Bremerhaven
Förderung hochbegabter Kinder in einem Chemiekurs
Verfasser: OStD Dr. Wolfgang Czieslik, Gartenstraße 19, 23617 Stockelsdorf
Es liegt eigentlich auf der Hand, daß die Konfrontation mit komplexen Zusammenhängen,
die Herausforderung zum selbständigen Entdecken und Erforschen sowie das Eindringen in
die submikroskopische Struktur der Materie geeignet sein sollten, Hochbegabtenförderung
anhand chemischer Sachverhalte erfolgreich zu betreiben. Es wird über Erfahrungen mit
einem ersten Kurs berichtet.
Internationale Biologieolympiade
Verfasser: Prof. (em.) Dr. habil. Erwin Zabel, Bürgermeister-Dahse-Str. 7, 18273 Güstrow
Deutschland ist 1998 Ausrichterland der IX. Internationalen Biologieolympiade (IBO). Aus
diesem Anlaß soll in diesem Aufsatz auf die Entwicklung und Probleme dieser jüngsten
internationalen naturwissenschaftlichen Olympiade aufmerksam gemacht werden.
Chemiedidaktik-Sommersymposium in Utrecht 1998
Berichtigung
Besprechungen
Bücher
88. Hauptversammlung des Fördervereins MNU
Verfasser: OStD W. Asselborn, 1. Vorsitzender des Deutschen Vereins zur Förderung des
mathematischen und naturwissenschaftlichen Unterrichts e. V.
Eine Erweiterung der Sätze von Pascal und Brianchon
Verfasser: Dr. Volker Hönig, Im Lammsbauch 2, 67346 Speyer
Es wird für Pascal-Sechsecke eine Brianchon-Operation definiert, bei der die
Verbindungsgeraden der drei Paare von Gegenecken i. a. nicht kopunktal sind, sondern sich
paarweise in drei verschiedenen Punkten treffen. Dual dazu wird für Brianchon-Sechsecke
eine Pascal-Operation erklärt.
Sodann werden zusammengehörende Pascal- und Brianchon-Sechsecke betrachtet und
darauf die Sätze von Pascal und Brianchon samt den oben definierten Erweiterungen
angewandt. Die sich ergebenden Punkte und Geraden besitzen bemerkenswerte
kopunktale, kollineare und polare Eigenschaften.
Besonders interessant ist der selbstduale Fall für Folgen zusammengehörender Sechsecke,
bei dem alle auftretenden unendlich vielen Pascal-Punkte auf einer einzigen PascalGeraden kollinear liegen und dual dazu alle entstehenden unendlich vielen BrianchonGeraden kopunktal in einem einzigen Brianchon-Punkt sind.
Schulpraxis
Die Keplersche Faßregel
Verfasser: Dr. Arnold Führich, Zum Teufelssee 27, 14467 Potsdam, Dr. Hartmut Nimz,
Stechberg 1, 15827 Blankenfelde
In diesem Beitrag wird gezeigt, daß die Volumenformeln aller im Mathematikunterricht der
Sekundarstufe I behandelten Körper aus der Keplerschen Faßregel herleitbar sind.
Eine Näherungskonstruktion für reguläre n-Ecke in einem Geometriebuch für Kinder
von 1778
Verfasser: Jürgen Kühl, Rosenweg 7, 22967 Tremsbüttel; Otto Marckwardt, Lerchenweg 5,
23562 Lübeck
Nach einigen Bemerkungen wird eine der angegebenen einfachen Näherungskonstruktionen
für reguläre n-Ecke dargestellt und auf ihre Genauigkeit untersucht.
Aristoteles siegt immer noch über Newton - Unzulängliches Dynamikverstehen in
Klasse 11
Verfasser: Prof. Dr. Dieter Heuer und Thomas Wilhelm, Universität Würzburg, Physikalisches
Institut, Lehrstuhl für Didaktik der Physik, Am Hubland, 97074 Würzburg
Ein zentrales Thema der klassischen Physik sind die Newtonschen Axiome. Es wird eine
empirische Untersuchugn darüber vorgestellt, wieweit Schüler nach dem Dynamikunterricht
der elften Klasse Vorstellungen erworben haben, die dem ersten und zweiten Newtonschen
Gesetz entsprechen. Dabei wurde auch festgestellt, welche Art der Aufgabenstellung und
welche Form der Antwortdarstellung eher welche Vorstellung aktiviert.
Graphische Darstellungen zur relativistischen Dynamik, insbesondere zum ComptonEffekt - Teil 1
Verfasser: Prof. Dr. H. Harreis und Prof. Dr. N. Treitz, Gerhard-Mercator-Universität GH
Duisburg, FB Physik, 47048 Duisburg
Beim Compton-Effekt (bei vorher nahezu ruhendem Elektron) sind Impulse und Energie für
alle beteiligten Teilchen eindeutig miteinander verknüpft, was üblicherweise durch Energien
und Winkel gekennzeichnet wird. Ein dreidimensionales Modell aus Acrylglas- oder
Kartonscheiben (bzw. verkleinert aus Papier) erlaubt es, bei Vorgabe von Impuls und damit
auch Energie des einlaufenden Photons (das Elektron wird vor dem Stoß aus ruhend
angenommen) und Vorgabe des Streuwinkels des Elektrons oder des Photons alle übrigen
Größen nach dem Stoß geometrisch zu bestimmen. Da der Compton-Effekt bei
vernachlässigbarer Start-Bewegungsenergie des Elektrons in zwei Dimensionen abläuft,
können zwei Dimensionen des Raumes zur Darstellung des Impulses und die dritte zu der
der Energie benutzt werden. Auch andere Zusammenhänge der relativistischen Mechanik
werden so visualisiert.
Photometrische Bestimmung von Waserstoffperoxid mit Leuko-Farbstoffen und
Peroxidase als Katalysator
Verfasser: Dr. Kerstin Höner, Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie, Universitätsstraße,
33615 Bielefeld
Es wird ein leicht durchzuführendes Verfahren zur Bestimmung geringer Konzentrationen
von Wasserstoffperoxid vorgestellt. Die Messung erfolgt auf photometrischem Wege. Die
Methode basiert auf der enzymatisch katalysierten Oxidation von LeukoTriphenylmethanfarbstoffen durch in der Analysenlösung enthaltenes Wasserstoffperoxid.
HIV und Immunsystem - Ein mathematisches Modell und seine Realisierung mit
EXCEL
Verfasser: StD Dr. Michael Lippa, Heinrich-von-Kleist-Gymnasium, Heinrichstr. 2, 44805
Bochum
Als praxisbezogenes Beispiel für rekursiv definierte Folgen wird ein mathematisches Modell
der Wechselwirkung zwischen HIV und Immunsystem vorgestellt, das sich auf
unterschiedlichstem Anspruchsniveau in der Schule einsetzen läßt. Es ist neben dem
fächerübergreifenden Unterricht Biologie - Mathematik auch im Informatik- und
Mathematikunterricht einsetzbar.
Verabschiedung von Friedrich Becker aus dem Amt des Geschäftsführers
Auszeichnungen auf der 88. Hauptversammlung in Hamburg
Ausschreibung der MNU-Preise 1998
Werkstattblatt
Zeolithe und das chemische Gleichgewicht
Verfasser: Dr. Ingo Eilks und Prof. Dr. Bernd Ralle, Universität Dortmund, Fachbereich
Chemie, Didaktik der Chemie, Postfach 50 05 00, 44221 Dortmund
Heterogene Gleichgewichte, wie sie sich an Phasengrenzen abspielen, lassen sich sehr
schön an wässrigen Suspensionen von Festkörpersäuren (Tone, Zeolithe, Harze)
beobachten, wenn man den Systemen Kochsalz hinzufügt und damit den Ionenaustausch
induziert.
Ableiten eines Retinogramms am Insektenauge - Ein Versuch für die Schüle?
Verfasser: Dr. Dieter Aulich, Berufliche Schulen des Hochsauerlandkreises in Olsberg,
Groben Kamp 27, 59929 Brilon
Im ersten Teil des Beitrags werden Aufbau und Funktionsweise des Insektenauges
beschrieben. Diese Übersicht soll dem Leser die Möglichkeit geben, sich anhand der
angeführten Literatur in den Problemkreis einzuarbeiten. Im zweiten Abschnitt wird
besprochen, inwieweit Ableitungen am Insektenauge an Schulen zulässig sind. Es folgt die
Beschreibung einer relativ preiswerten Gerätekonfiguration, mit der solche Experimente zu
realisieren sind. Zuletzt werden konkrete Versuche vorgeschlagen und einige Ergebnisse
gezeigt.
Einige Überlegungen zur Haltung von Strumpfbandnattern (Gattung Thamnophis) an
Schulen
Verfasser: StR Martin Hallmen, Wilhelmstr. 11 a, 63526 Erlensee
Strumpfbandnattern der Gattung Thamnophis erweisen sich als gut geeignet für die Haltung
an Schulen. Sie fallen unter keine gesetzlichen Schutzbestimmungen. Es sind keine
Allergien gegen sie bekannt. Es gibt zahlreiche leicht zu haltende attraktive Arten und
Unterarten. Sie sind leicht zu beschaffen und preiswert in Anschaffung und Haltung. An ihr
Terrarium stellen sie keine hohen Ansprüche. Sie werden nicht sehr groß und beißen sehr
selten. Sie können auch leicht ohne Lebendfutter gehalten werden.
Bundeswettbewerb Jugend forscht
NSTA-Jahrestagung 1997
GDCP-Tagung 1997
IX. Internationale Biologieolympiade 1998
Europatag in Metz
Privates Museum für Kommunikations- und Rechnertechnik in Schwalbach
Fortbildungs- und Vortragstagung der Fachgruppe Chemieunterricht der GDCh
Besprechungen
Bücher
Editorial
Licht und Schatten
Verfasser: Bernd Ralle
In dieser MNU-Ausgabe hat die Schriftleitung Artikel zum Thema "Licht" zusammengestellt;
dabei sind die Beiträge vorwiegend von Autoren aus der Chemie und Physik verfaßt worden.
Sie werden bei der Lektüre jedoch feststellen, daß auch die Fächer Biologie und Mathematik
nicht zu kurz kommen, birgt das Thema "Licht" doch a priori fächerübergreifende
Herausforderungen.
Bei der Wechselwirkung von Licht mit Materie denken wir an so wichtige Zusammenhänge
wie Photosynthese, Absorption und Reflexion, Licht und Schatten, an die Sonne und die
Vorgänge auf ihr und vieles mehr. In den vorliegenden Beiträgen wird versucht, einige dieser
Berührungspunkte - nicht zuletzt auch auf experimentellem Wege - für den Unterricht
aufzubereiten. Im Artikel von H. Brandl und M. Tausch geht es um Lichtbeteiligung bei
chemischen Reaktionen. Er macht deutlich, daß die fachaufweitende Betrachtung dieses
Unterrichtsgegenstandes "Licht" Türen in vielfältigste Richtungen aufstoßen kann.
N. Müller weist mit seinen Ausführungen zur Lichtbrechung an Kugelflächen einen Weg, den
Physik- und Geometrieunterricht exemplarisch zu verbinden. Mit Lichtbrechung und
Reflexion beschäftigt sich auch R. Erb. Er geht der Frage nach, ob man mit Schülerinnen
und Schülern nachvollziehen kann, warum ein Hohlspiegel gerade diese Form haben muß,
um Licht an einem Punkt zu sammeln.
U. Uffrecht bringt in Erinnerung, daß die Alten auch ohne Riesenteleskope, Röntgen- und
Infraroterkennung sowie anderer Hilfsmittel in der Lage waren, kosmische Entfernungen mit
erstaunlicher Exaktheit zu bestimmen.
Daß die Wechselwirkung von sichtbarem Licht und anderer Qualitäten elektromagnetischer
Strahlung mit Materie einen nicht mehr wegzudenkenden Beitrag zur Untersuchung und
Charakterisierung von Substanzen liefert, zeigt R. Klockenkämper in seinem interessanten
und nicht minder fachübergreifenden Beitrag zur spektroskopischen Untersuchung
römischer Denare auf.
Die Sonne spielt gleich zweimal in diesem Heft eine Rolle. H. Hauptmann und F. Herrmann
stellen fest, daß die Physik der Sonne bislang im Unterricht keine besondere
Aufmerksamkeit erfährt und machen interessante Vorschläge, wie dies geändert werden
kann. Eine Verbindung zur Computeranwendung im Physikunterricht sieht M. Grote bei der
Untersuchung der Frage: "Wie intensiv scheint die Sonne?".
Themen- und lebensweltbezogener und damit fachübergreifender Unterricht sollte in allen
naturwissenschaftlichen Fächern inzwischen eine wichtige Rolle spielen, findet man doch in
den entsprechenden Richtlinien in der Regel deutliche Aufforderungen hierzu. So werden
Bezüge zu Inhalten der Nachbarfächer meist besonders hervorgehoben, und es werden
Beispiele, etwa für projektorientierte Vorgehensweisen, formuliert. Dennoch lassen sich in
der konkreten unterrichtlichen Realisierung fachübergreifende Arbeiten zu zentralen
Themenstellungen eher selten ausmachen. Dies ist vielfach beklagt worden und auch in
MNU haben sich - nicht erst in der jüngeren Vergangenheit - eine Reihe von Autoren und
auch der Förderverein MNU Gedanken darüber gemacht, auf welche Weise diesem
lähmenden Zustand beigekommen werden kann (siehe z. B. Heft 8/96 und 1/97). Unsere
Zeitschrift wird auch weiterhin für die Diskussion dieser drängenden Aufgabe ein Forum
bieten. So bezieht W.-D. Lepel in diesem Heft Position zu der Frage, ob ein integrierter
naturwissenschaftlicher Unterricht hier Abhilfe schaffen kann.
Ohne an dieser Stelle weiter auf die Details einzugehen, kann festgestellt werden, daß die
Lösung dieser Aufgaben nicht allein den Lehrerinnen und Lehrern überlassen bleiben kann.
Die erste Phase der Lehrerbildung ist nicht minder aufgefordert, sich und ihre bisherige
Praxis zu überprüfen. Inzwischen sind in einigen Bundesländern auch deutliche
Anstrengungen in dieser Richtung zu erkennen. Dies hat allerdings mit sehr viel Sorgfalt zu
geschehen, werden doch allzu schnell vermeintliche bildungspolitische Notwendigkeiten vor
den finanzpolitischen Karren gespannt.
MNU wird sich auch in Zukunft ausgewählten Themenstellungen in dieser kompakteren
Darstellung widmen. So ist angesichts der rasanten Entwicklung neuer Informations- und
Kommunikationstechnologien und des Eindringens dieser neuen Medien in die Schule ein
Heft zum Thema "Multimedia und mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht" geplant.
Die Schriftleitung lädt Sie herzlich zur Mitarbeit ein.
Schulpraxis
Lichtbrechung an Kugelflächen
Verfasser: OstR Dr. Norbert Müller, Wildentenweg 32, 91056 Erlangen
Verständnis für physikalische Vorgänge kann bekanntermaßen auch auf geometrischem
Weg geweckt werden. Der Artikel beschreibt eine Methode, die Lichtbrechung an
Kugelflächen durch ein Konstruktionsverfahren entsprechend dem Gesetz von Snellius
abzuleiten. Es bietet sich dabei eine Möglichkeit, Physik- und Geometrieunterricht
fächerübergreifend zu verbinden.
Die Messung kosmischer Entfernungen im Altertum und in der beginnenden Neuzeit
Verfasser: OstD i. R. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Straße 4, 21614 Buxtehude
Im Zeitalter der Riesenteleskope, der Radio-Astronomie, des Radar, des Laser, der digitalen
Daten-Fernübertragung, der Mondlandungen, der Apollo-Missionen und der Röntgen- und
IR-Satelliten versessen wir nur allzu leicht die gewaltigen Leistungen, die schon die Alten in
verschiedenen Bereichen der Astronomie vollbracht haben.
Dieser Aufsatz ist die leicht überarbeitete Fassung eines Dia-Vortrages, den der Verfasser
während der MNU-Hauptversammlung in Düsseldorf am 2. April 1996 gehalten hat. Die
dargestellten Sachverhalte sind altbekannt; der Verfasser hatte lediglich die Absicht, sie
übersichtlich zusammenzustellen und für die Verwendung im Unterricht aufzubereiten. Die
für den Vortrag verwendeten insgesamt 21 Dias können zum Selbstkostenpreis beim
Verfasser bezogen werden.
Lichtbeteiligung bei chemischen Reaktionen
Verfasser: StR Herbert Brandl, Bettina-von-Arnim-Straße 8, 24568 Kaltenkirchen und Prof.
Dr. Michael Tausch, Universität Duisburg, FB 6 - Didaktik der Chemie, Lotharstr. 1, 47048
Duisburg
Herrn Prof. Dr. D. Döpp zum 60. Geburtstag gewidmet
Das Hauptanliegen der Autoren ist die Bereitstellung von Experimenten zum Thema. Sie
sind vor allem für den Chemieunterricht der Sekundarstufe I gedacht, reichen inhaltlich aber
z. T. auch in den Unterricht der Sekundarstufe II und können in ausgewählten Aspekten auch
den Physik- und/oder den Biologieunterricht bereichern. Das Thema Licht läßt sich einerseits
in die chemische Fachsystematik einbauen und kann andererseits in fachübergreifendem
Unterricht in verschiedenen Varianten erfolgreich behandelt werden.
Licht im Spiegel
Verfasser: Dr. Roger Erb, Universität GHS Kassel, FB Physik, Didaktik der Physik, 34109
Kassel
Hohlspiegel und Linsen sind optische Elemente, mit denen sich Licht sammeln läßt. Ihre
Funktionsweise kann mit Hilfe des Reflexions- bzw. Brechungsgesetzes nachvollzogen
werden - ihre Gestalt aber wird im Physikunterricht häufig als gegeben angenommen.
Formuliert man dagegen die geometrische Optik mit Hilfe des Fermat-Prinzips, ist es
möglich, die Form von Hohlspiegeln und Sammellinsen im Unterricht zu entwickeln.
Aus Forschung und Technik
Spektroskopische Untersuchung römischer Denare
Verfasser:Prof. Dr. Reinhold Klockenkämper, Institut für Spektrochemie und Angewandte
Spektroskopie - ISAS, Bunsen-Kirchhoff-Str. 11, 44139 Dortmund
Denare werden als wichtige Zeugen der Geschichte des Römischen Kaiserreiches
vorgestellt. Nicht nur Bild und Umschrift dieser Münzen, sondern auch ihre chemische
Zusammensetzung sind für uns wichtige Informationsquellen. Für die erforderliche
zerstörungsfreie Untersuchung der Denare wird die Röntgensprektralanalyse eingesetzt.
Dabei wird eine von Staats wegen betriebene Münzwertverschlechterung trotz ihrer
Verschleierung aufgedeckt und in den historischen Zusammenhang gestellt.
Wie intensiv scheint die Sonne?
Verfasser: OstR Manfred Grote, StD Jürgen Thiele, Fritz-Reuter-Gymnasium, Riemannstr. 3,
29451 Dannenberg
In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des Meß- und Eichprogramms MaxMess
vorgestellt. Am Beispiel der Messung der Strahlungsintensität der Sonne mit Hilfe eines
Peltiermoduls wird deutlich, wie der Einsatz von moderner Meßsoftware den elektronischen
Aufwand herabsetzt.
Das Thema "Sonne" im Physikunterricht
Verfasser: H. Hauptmann, Prof. Dr. F. Herrmann, Abteilung für Didaktik der Physik,
Universität, 76128 Karlsruhe
In Anbetracht der Wichtigkeit der Sonne für die Existenz der Erde und die Existenz des
Lebens auf der Erde sollte sie eines der wichtigsten Unterrichtsthemen sein. Nach unseren
Lehrbüchern geurteilt, sieht es aber so aus, als hätte die Physik zur Sonne nicht viel zu
sagen. Dabei liegen doch viele physikalische Fragen sehr nahe: Was brennt in der Sonne
eigentlich? Und für den, der weiß, daß eine Fusionsreaktion abläuft: Warum explodiert die
Sonne nicht? Warum brennt sie so lange und vor allem, warum so stabil? Es wird dafür
plädiert, die Sonne sehr viel stärker in den Unterricht einzubeziehen. Es werden Themen zur
Sonnenphysik vorgeschlagen.
Fachunterricht oder "Integrierter Naturwissenschaftlicher Unterricht"?
Verfasser: Dr. Wulf-Dieter Lepel, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Fachrichtung Biologie Biologiedidaktik, Münterstr. 1, 17487 Greifswald
Der Autor beschreibt aus der Sicht eines Biologie-Didaktikers, weshalb fächerübergreifendes
Arbeiten nur als Zielsetzung und Ergebnis eines effizienten Fachunterrichts aufgefaßt
werden kann; keinesfalls aber als Alternative zu diesem.
Haltung von Tieren an Schulen
Verfasser: StR Martin Hallmen, Wilhelmstr. 11 a, 63526 Erlensee
Das vorgestellte Konzept zur Haltung von Tieren an Schulen geht von einem separaten
Raum aus. 2 - 3 Schüler erhalten Zugang zu diesem Raum. Sie verwalten und pflegen die
Tierhaltung weitgehend selbständig. 1 - 2 Betreuungslehrer wählen im Anschluß an ein
Bewerbungsverfahren die Schüler aus. Einige Kriterien, nach denen die Tierpfleger
ausgewählt werden können, werden vorgestellt. Es wird ein Beispiel für eine schriftliche
Vereinbarung über die Aufgaben der Schüler gegeben. Den betreuenden Lehrern werden
Beratungs-, Kontroll- und Verwaltungsaufgaben sowie die Koordination des Einsatzes der
Tiere im Unterricht zugewiesen. Die Einbindung der Tierhaltung ist Aufgabe der gesamten
Biologiefachschaft. Die Tierhaltung kann z. B. von den betreuenden Schülern auch für
Arbeiten auf wissenschaftlichem Gebiet genutzt werden.
Hans G. Schönwald: Zu: "Extremwertaufgabe" von D. Treiber
Hans G. Schönwald: Zu: "Informatik als Schulfach" von I. Lessmann
89. Hauptversammlung Ostern 1998 in Leipzig
Regionale Tagungen des Fördervereins
Neue Geschäftsstelle des Fördervereins
Neue Medien - Neue Aufgaben für die Lehrerausbildung
Samuel-Thomas-von-Soemmering-Preis
Besprechungen
Bücher
Nesthocker Prägung und Sozialisierung von Hundewelpen
Verfasser: Dr. Frank G. Wörner, Eberhard Trumler-Station, Wolfswinkel, 5787 BirkenHonigsessen
Für das Verhältnis des Hundes zu seinen Artgenossen und zum Menschen sind die vier
ersten Entwicklungsphasen seines Verhaltens entscheidend. In dem Artikel werden diese
Phasen kurz beschrieben und ihre Bedeutung für die gesunde Entwicklung eines Hundes
dargestellt. Da Hunde als Gefährten und Spielkameraden für viele Kinder heute eine
wichtige Rolle spielen, ist es notwendig, Schülerinnen und Schülern auch im Unterricht
Verständnis und Einsicht in die große Bedeutung einer artgerechten Aufzucht zu vermitteln.
Systematische Aspekte und Säure-Base-Konzepte
Verfasserin: Prof. Dr. Christiane Reiners, Freie Universität Berlin, ZI Fachdidaktiken Didaktik der Chemie, Habelschwerdter Allee 45, 14195 Berlin
Die Entwicklung der Säure-Base-Konzepte spiegelt die historisch bedingten Gegebenheiten
(tragfähige Modellvorstellungen zum Aufbau der Materie, bindungstheoretischer
Vorstellungen, Analysemethoden) wider. Diese haben dazu geführt, daß die enge
Sichtweise, die von Arrhenius am Ende des 19. Jahrhunderts eingenommen wurde,
sukzessiv erweitert wurde und in dem universellen Konzept von Usanovîc einen vorläufigen
Abschluß fand. Im Hinblick auf das Modellreservoir, über das die Lernenden am Ende ihrer
schulischen Ausbildung verfügen, läßt sich die Betrachtung chemischer Reaktionen auf der
Grundlage eines allgemeinen Donator-Akzeptor-Prinzips didaktisch begründen. Das Prinzip
ermöglicht es, systematisch unterschiedene Reaktionstypen von einem einheitlichen
Standpunkt aus zu betrachten.
Schulpraxis
AIDS: Überraschende "Lebenshilfe" aus dem Computer?
Verfasser: Andreas Praetsch, Ernst-Reuter-Schule KGS Pattensen, Platz Saint Aubin, 30982
Pattensen
Ein mathematisches Modell [1] zur Beschreibung der Ausbreitung von AIDS wird mit Derive
untersucht. Dabei steht das Infektionspotential als Funktion verschiedener Parameter des
Sexualverhaltens im Mittelpunkt. Das Thema wurde in einem Mathematik-Leistungskurs
bearbeitet. Es scheint aber auch schon ab Klassenstufe 10 geeignet, da keine Analysis
benötigt wird.
Übergangsbögen bei Eisenbahngleisen als Thema für den Mathematikunterricht
Verfasser: Prof. Dr. Arnold Kirsch, FB Mathematik/Informatik, Universität Gesamthochschule
Kassel, 34109 Kassel
Verbreitete Anregungen zur Behandlung des Themas "Vermeiden von Krümmungssprüngen
bei Eisenbahnen bzw. Straßen"; werden ergänzt durch die Diskussion des Falls, daß eine
geradlinige mit einer kreisförmigen Schiene verbunden werden soll, wobei auch die
Bedingung des linearen Ansteigens der Krümmung im Übergangsbogen beachtet wird. Eine
einfache, auch in der Praxis verwendete Lösung des Problems gelingt mittels Parabeln
dritten Grades, wenn man eine (auch anderweitig nützliche) Näherungsformel benutzt.
Abschließend wird auch die exakte Lösung mittels Klothoiden behandelt.
Kalenderrechnung: Wochentage im laufenden Jahr
Verfasser: Alfons Graßl, J.-Heilingbr.-Str. 2 b, 93413 Cham
Es wird eine Formel hergeleitet, die es ermöglicht, den Wochentag für ein beliebiges Datum
eines laufenden Jahres zu bestimmen. Das Beispiel eignet sich auch für einfache
Programmierübungen.
Gesellschaftliche Einwirkungen auf das physikalische Weltbild - Teil 2
Verfasser: StR Claus Meyer-Bothling, Landesinstitut für Erziehung und Unterricht,
Wiederholdstraße 13, 70174 Stuttgart
Die chemische Reaktion im Anfangsunterricht - die Verkohlung von Holz
Verfasser: Martina Relker, Dr. Bettina Baalmann und Prof. Dr. Walter Jansen, Fachbereich
Chemie der Universität Oldenburg, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg
Zur Klärung der Besonderheiten eines Vorgangs, der anschließend im Unterricht als
chemische Reaktion bezeichnet wird, eignet sich das Verkohlen von Holz in besonderem
Maße. Im Rahmen einer Unterrichtssequenz, in der von einer Integration der anorganischorganisch-chemischen Inhalte im Anfangsunterricht ausgegangen wird und in der das
Element Kohlenstoff sowie das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid im Mittelpunkt
stehen, werden die Verkohlungsprodukte Holzkohle, Holzgas, Holzter und Holzwasser einer
näheren Untersuchung unterzogen. Das setzt voraus, daß die Untersuchung von Gasen
bereits im Anfangsunterricht geschieht.
Schülervorstellungen über den Weg vom Gen zum Enzym - Teil 2
Verfasser: Jutta Lumer - Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie, FB 18 der
Westfälischen Wilhelms-Universität, Fliednerstr. 21, 48149 Münster
Neue Standards für das Lösen geometrischer Berechnungsaufgaben durch
Computernutzung
Verfasser: Heinz Schumann
Informationen
Neue Gefahren durch Parasiten
Verfasser: Heinz Mehlhorn
Josef Lauter: Zu: "Schritt für Schritt zur vollständigen Induktion" von G. Taake mit
Stellungnahme von G. Taake
Xaver Fichtel, Hermann Friedl: Zu: "Eine anschauliche Begründung der Formel für den
Krümmungsradius und das Krümmungsmaß" von W. Kroll
12. Fachleitertagung Mathematik
Landesverband Sachsen-Anhalt
Landesverband Sachsen
Schlechte Noten für den Mathematikunterricht in Deutschland Erklärung der
Fachverbände DMV/GMD/MNU zu den Ergebnissen der internationalen
Mathematikstudie TIMSS
27. Internationale Physikolympiade (IPhO) 1996 in Oslo
DPC Fortbildungskurse für Physiklehrer 1997
Lehrerakademie Bremen - Spiel mit Chaos 24.- 27. September 1997
Ausschreibung des Heinrich-Roessler-Preises
Besprechungen
Bücher
Geheimnisse der vierten Dimension
Verfasser: Prof. Dr. Wilhelm Singhof, Mathematisches Institut, Universitätsstraße 1, 40225
Düsseldorf
In diesem Aufsatz soll der Versuch unternommen werden, unter Verzicht auf präzise
Formulierungen eine möglichst anschauliche Einführung in die vierdimensionale
Differentialtopologie zu geben. Auf diesem Teilgebiet der Mathematik wurden in den letzten
etwa vierzehn Jahren spektakuläre Fortschritte erzielt, die es verdienen, über den Kreis der
Experten hinaus bekannt zu sein.
Zur Ökobilanz von nachwachsenden Rohstoffen im Chemiesektor
Verfasser: Dr. Frank Hirsinger, Henkel KGaA, Henkelstr. 67, 40191 Düsseldorf
Ökobilanzen haben sich zu einem Werkzeug entwickelt, das hilft, den Einfluß von Produkten
auf die Umwelt neutral zu beurteilen. Am Beispiel eines petrochemischen und eines aus dem
nachwachsenden Rohstoff Pflanzenöl hergestellten vergleichbaren oleochemischen Tensids
- eines Fettalkoholsulfats - werden Ergebnisse und Vergleichsmöglichkeiten dargestellt, die
aus Ökobilanzen resultieren.
Schulpraxis:
Permutationen und Raumgeometrie
Verfasser: Dr. Hans Walser, Gerlikonerstraße 29, CH-8500 Frauenfeld
Wir fassen die Permutationen der Zahlen 0, 1, 2, …, (n-1) als Koordinaten von Punkten in
einem n-dimensionalen Raum auf. Dadurch ergeben sich Figuren mit n! Eckpunkten, die in
einer (n-1)-dimensionalen Hyperebene liegen. Für n = 2, 3, 4 läßt sich diese Hyperebene mit
den entsprechenden Figuren lückenlos und ohne Überlappung auffüllen. Im Falle n = 4
ergibt sich aus vierdimensionalen Überlegungen der dreidimensionale Oktaederstumpf. Die
Seiten- und Diagonalenlängen in diesen Figuren liefern eine lückenlose Folge von
Quadratwurzeln natürlicher Zahlen.
Zum Satz des Pythagoras
Verfasser: StD Jörg Meyer, Schäfertrift 16, 31789 Hameln
Zwei ungewöhnliche Beweise zum Satz des Pythagoras werden vorgestellt. Der eine ergibt
sich organisch aus den in Klasse 9 angestellten Irrationalitätsbetrachtungen, der andere
benutzt den Satz des Thales. Beide Beweise orientieren sich an dem
Hauptanwendungsproblem, Längen von Strecken bestimmen zu wollen.
Ein direkter Zusammenhang zwischen Kreisfläche und Kugeloberfläche
Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Ostlandstraße 19, 57080 Siegen-Eisern
In [1, S. 161] fragt Christoph J. Scriba nach einer "unmittelbar einleuchtenden
Veranschaulichung" für eine Verbindung zwischen p als Kreiszahl und p als Kugelzahl. Im
folgenden wird eine solche dargelegt. Um sie verstehen zu können, müssen die
Stahleinsätze und die trigonometrischen Definitionen am rechtwinkligen Dreieck bekannt
sein.
Anwendungsorientiertes Entdecken von Funktionen
Verfasser: Prof. Dr. Hermann Hering, Universität Köln, Seminar für Mathematik und ihre
Didaktik, Gronewaldstr. 2, 50931 Köln
Es gibt zahlreiche Sachsituationen, die im Realmodell als Wirkungen prozentualer
Änderungen aufeinander aufgefaßt werden können. Diese lassen sich leicht als
Funktionseigenschaften mathematisch modellieren, deren Bearbeitung schon in der
Sekundarstufe I zu interessanten Resultaten führt und schließlich auch die beschreibenden
Funktionen finden läßt.
Standpunktwechsel (Sekundarstufe II) führt zu gewissen Funktionalgleichungen, deren
Lösungsmengen, auch im Hinblick auf die Diskussion in dieser Zeitschrift [7, 8] angesteuert
werden.
Zeichnerische Lösung des geraden zentralen Stoßes
Verfasser: OStR Dr. Norbert Müller, Albert-Schweitzer-Gymnasium, Dompaffstraße 11,
91056 Erlangen
Es wird ein Verfahren beschreiben, mit dem das Problem des geraden zentralen Stoßes
zeichnerisch lösbar ist. Das Verfahren ist sowohl beim elastischen Stoß bis hin zum
vollständig unelastischen Stoß anwendbar. Die Bewegungen der Massen sind durch die
Zeit-Orts-Funktionen festgelegt und werden im bekannten (t, x)-Diagramm dargestellt.
Da grundlegende Begriffe aus der Geometrie der Mittelstufe wie Gerade, Steigung und
Achsenspiegelung verwendet werden, eignet sich das beschriebene Verfahren insbesondere
in fächerübergreifenden Unterrichtsprojekten.
Die Kettenlinie - Experimentelle Varianten Verfasser: Prof. Dr. Dipl.-Ing. Hartwig Junge, Lärchenweg 11, 14055 Berlin
Der erste Beitrag zu diesem Thema [1] zog weitere Fragestellungen nach sich, so daß eine
begrenzte Ausweitung wünschenswert erscheint. Für eine Reihe einfacher Experimente sind
Meßbeispiele angegeben. Sie sollen den Zugang zu diesem Gebiet erleichtern, das
gleichermaßen der Mathematik und der Physik zuzuordnen ist.
Zum Nachweis des chemischen Gleichgewichts bei der Reaktion des Phenolphtaleins
mit Hydroxid-Ionen
Verfasser: StR Johannes Lenz, Hartenbrakerstr. 81, 30659 Hannover
Das oft nur als Säure-Base-Indikator bekannte Phenolphtalein kommt in drei Formen vor, der
farblosen lactoiden Form, der rötlichen chinoiden Form und der farblosen Carbinolform.
Zwischen den beiden letzten liegt ein chemisches Gleichgewicht vor. Photometrische
Messungen bei verschiedenen Konzentrationen beweisen dem Schüler, daß die
Gleichgewichtskonstante von den Konzentrationen der Reaktionspartner unabhängig ist.
Die Anwendung einer katalysierten Indikatorreaktion für die quantitative Bestimmung
von Silber- und Halogenidionen
Verfasser: Dr. Kerstin Höner, Fakultät für Chemie der Universität, Postfach 10 01 31, 33501
Bielefeld
Analytische Verfahren, die eine zusätzliche Erarbeitung, Wiederholung und Vertiefung
zentraler Inhalte des Chemieunterrichts ermöglichen, sind für den Einsatz im Unterricht von
besonderer Bedeutung. Katalytische Analyseverfahren werden diesem Anspruch gerecht, da
an ihnen einige Aspekte der Reaktionskinetik anschaulich erarbeitet und wiederholt werden
können. Eine Reihe schulpraktischer Beispiele wurde bereits entwickelt.
Neben der Titrationsanalyse kann die Silberionenbestimmung auch visuell-kolorimetrisch
und photometrisch durchgeführt werden, wodurch die untere Nachweisgrenze deutlich
gesenkt werden kann.
Schülervorstellungen über den Weg vom Gen zum Enzym - Teil 1
Verfasser: Jutta Lumer - Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie, FB 18 der
Westfälischen Wilhelms-Universität, Fliednerstr. 21, 48149 Münster
Vorgestellt wird eine Schülerbefragung zu den Themenkreisen Proteine, DNA und
Proteinbiosynthese, die auf einem kognitionspsychologischen Ansatz basiert. Die Analyse
der Schülerantworten ergab, daß nur ein Sechstel der befragten Schüler über gefestigte
Wissensstrukturen zum Aufbau der Moleküle (Proteine/DNA) verfügt, die eine
Reorganisation des Wissens über den Weg vom Gen zum Enzym ermöglichen.
In Teil 2 dieses Beitrages werden die Hintergründe dieser Befunde beleuchtet und
Schlußfolgerungen für die Unterrichtspraxis diskutiert.
"Chemie treibt Räder an" - Eine chemische Reaktion verrichtet Arbeit Verfasser: Prof. Viktor Davydow, Pädagogische Hochschule, Kirovstr. 19 a - 141, 454084
Tscheljabinsk, Rußland
Die Radikalkritik an der klassischen Ethologie und deren Bedeutung für die
Behandlung der Verhaltensbiologie im Unterricht
Verfasser: Prof. Dr. Gerd-Heinrich Neumann, Merianstr. 34, 59368 Werne
Der Beitrag setzt sich prüfend und beurteilend mit der Radikalkritik an der klassischen
Ethologie von Seiten der Ethologin Zippelius und der Soziobiologie auseinander.
Adolf Klein zum 80. Geburtstag
Vorstandssitzung in Hamburg 19. Und 20. Oktober 1996
Landesverbände
Informationen - Tagungen
Jahrestagung der "Union des Physiciens" in Nizza
7. GI-Fachtagung Informatik und Schule in Duisburg
Fortbildungsveranstaltung über Weltraumforschung und -technologie in Bordeaux
Preise des Wettbewerbs "Umweltfreundlicher Chemieunterricht 1996" wurden
verliehen
Irische Schulklasse gewinnt CEFIC-Preis 1996
Schulen ans Netz (SAN) - Kampf mit Hürden
Eröffnung des Heinz Nixdorf MuseumsForums
XIV. International Conference on Chemical Education (ICCE)
Computer-Algebra im Mathematikunterricht
ASE-Tagung an der Universität Birmingham/Großbritannien
Besprechungen
Bücher
Fachübergreifendes Arbeiten im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht
Verfasser: OStD W. Asselborn
In den letzten Jahren wurde im Förderverein MNU eine intensive Diskussion über
fachübergreifendes Arbeiten in der Schule geführt. Höhepunkte waren ein Vortrag von H.
Lochhaas auf der Bundesfachleitertagung Physik 1995 in Kassel und die anschließende
Diskussion sowie die Podiumsdiskussion zu diesem Thema auf der Hauptversammlung in
Düsseldorf 1996. Parallel dazu erstellte eine Arbeitsgruppe aus Mitgliedern des Vorstandes
und des Hauptausschusses eine Stellungnahme, deren wichtigste Positionen vom
Vorsitzenden des Fördervereins, Herrn OstD W. Asselborn, wiedergegeben werden.
Fuzzy Logic
Verfasser: Achim Preuß, Zum Galkhausener Bach 7, 40764 Langenfeld
Im folgenden Beitrag werden die Entwicklung sowie die mathematischen Grundlagen der
unscharfen Logik, der sogenannten Fuzzy Logic, als Erweiterung der klassischen Logik und
Mengenlehre behandelt. Als Beispiel für die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten wird das
Grundprinzip der regelungstechnischen Anwendung, der Fuzzy Control, dargestellt.
Abschließend erfolgt eine Diskussion des möglichen unterrichtlichen Einsatzes.
Zur Geschichte des Atombegriffs: Die Monadenlehre von Leibniz - Zum 350.
Geburtstag des universellen Gelehrten am 1. Juli 1996
Verfasser: StD i. R. Wilfried Müller, Leibnizstraße 85, 70193 Stuttgart
Leibniz als letzter Universalgelehrter, prägte die Monadenlehre, ein Vorläufer unseres
heutigen Atombegriffs. Er versuchte damit, den Dualismus zwischen Geist und Materie und
damit auch den Gegensatz zwischen theologischer und mechanistischer Naturerklärung
auszugleichen.
Schulpraxis
Über Papierfaltfolgen und Drachenkurven zu Methoden der Fraktalen Geometrie
Verfasser: Dr. Burkhard Zühlke, Wiesenweg 17, 90579 Langenzenn
Hat man nicht lange Zeit intuitiv nach dem Grundsatz geurteilt: Komplexe Strukturen müssen
auch auf komplizierten Prozessen beruhen??
Daß dem nicht ungedingt so sein muß, ist eine der Kernaussagen der Fraktalen Geometrie.
Sie sieht eine ihrer wesentlichen Aufgaben darin, in komplexen Strukturen grundlegende
strukturbildende Prinzipien zu entdecken.
Ein neues Konzept für das Kürzen, die Addition und die Subtraktion von Brüchen
Verfasser: Prof. Dr. H. Kilian, Universität Dortmund, Institut für Didaktik der Mathematik,
Vogelpothsweg 87, 44221 Dortmund
Es wird auf der Basis eines neuen Satzes über die Kürzbarkeit von Summenbrüchen ein
anderes als das Hauptnennerverfahren zur Addition und Subtraktion von Brüchen
vorgestellt, das insbesondere für nicht ganz einfache Summen deutlich effektiver ist. Eine
weitere Basis für diese Konzeption ist das ggT-Spiel als spielerische Variante des
Euklidischen Algorithmus zur Bestimmung von größten gemeinsamen Teilern.
Gesellschaftliche Einwirkungen auf das physikalische Weltbild – Teil 1
Verfasser: Claus Meyer-Bothling, Landesinstitut für Erziehung und Unterricht,
Rotebühlstraße 133, 70197 Stuttgart
Für das heliozentrische Weltbild gibt es gute, wissenschaftliche Gründe. Seine
Durchsetzung aber fand in einer facettenreichen Diskussion statt, die von den
verschiedensten Bereichen der Kultur beeinflußt wurde. Wenn wir diese Vielfalt der
Gedanken in unseren Unterricht einbeziehen, wecken wir vielleicht gerade bei den Schülern
Interesse, die der Naturwissenschaft sonst unbeteiligt gegenüberstehen. Wenn wir dies
versäumen, lehren wir unsere Schüler eine verarmte Wissenschaft, die weniger
Anknüpfungspunkte für ihre aufrichtige Neugier bietet.
Dieser Beitrag berichtet zuerst abstrakt über die Entstehung des heliozentrischen Weltbildes
und danach konkret über ein Unterrichtsprojekt mit Schülerreferaten.
Interaktive Bildschirmexperimente – eine neue Möglichkeit zum individuellen Lernen
mit Multimedia
Verfasser: StR Jürgen Kirstein, Prof. Dr. Rudolf Rass, Technische Universität Berlin, Institut
für Fachdidaktik Phyik und Lehrerbildung, Sekr. PN 1-1, Hardenbergstraße 36, D-10623
Berlin
Es wird ein Verfahren beschrieben, physikalische Experimente digital so abzubilden, daß der
Lernende in das auf dem Bildschirm wiedergegebene Realexperiment eingreifen und es
damit nach eigenen Bedürfnissen steuern kann. Die in diesen Bildschirmexperimenten
(BSE) verwendete Multimediatechnik kann als zusätzliche Lernanregung dienen, weil sie die
Erfahrung nutzt, daß das in die virtuelle Realität eingreifende Handeln als besonders reizvoll
empfunden wird. Einige beispielhafte Bildschirmexperimente können im WorldWideWep
selbst erprobt werden.
Versuche zum Treibhauseffekt - Absorption von Wärmestrahlung durch Glas und
durch verschiedene Gase
Verfasser: Dr. Helmut Hoverath, Thelengasse 73, 53859 Niederkassel
Es werden anschauliche und einfach durchzuführende Experimente beschrieben, die eine
fundierte Diskussion der Ursachen des Treibhauseffektes im Unterricht ermöglichen.
Eine portable Experimentieranlage für einen chemischen Wanderzirkus
Verfasser: Dr. E. Diemann, Lehrstuhl für Anorg. Chemie I, Fakultät für Chemie der
Universität, Postfach 10 01 31, D-33501 Bielefeld
Es wird der Aufbau einer transportablen Anlage zur Durchführung und Projektion von
Experimenten im Mikro- bzw. Halbmikromaßstab vorgestellt.
Mutation und Modifikation bei der Gartenrose - Untersuchungen und Experimente zur
Rosengenetik
Verfasser: Jochen A. Pfisterer, Friesenbergstraße 27, 76530 Baden-Baden
Die Gartenrose mit ihren zahllosen Zuchtformen ist nicht nur ein attraktives, sondern auch
ein außerordentlich lohnendes Objekt für den Genetikunterricht. Es gibt wohl keine Stadt, in
deren öffentlichen Parks sich nicht eine gewisse Anzahl verschiedener Zuchtformen der
Gartenrose finden lassen. Diese Rosen lassen sich für einfache und trotzdem spannende
Untersuchungen und Experimente nutzen. Darüber hinaus ist es sinnvoll, ein kleines
Sortiment geeigneter Zuchtformen auf dem Schulgelände anzupflanzen. Wegen der
größeren Robustheit und des geringen Pflegeaufwandes sind hier vor allem Strauchrosen
und zum Vergleich einige der einheimischen Wildrosen zu empfehlen.
Zelluläre Schleimpilze – Beobachtung und Modellierung von Aggregationsmustern
Verfasser: Dr. Michael Reck, Grundbachweg 7, 79865 Grafenhausen
Die Signalausbreitung bei der Aggregation des zellulären Schleimpilzes Dictyostelium
discoideum ist ein gut untersuchtes Beispiel für die Kommunikation zwischen Zellen. Bei der
Aggregation entstehen charakteristische Muster, die mit relativ einfachen Mitteln
beobachtbar sind und mit einem Zellulären Automaten auf mathematisch einfache Weise
simuliert werden können.
Thomas Weth: Mathematikrecherchen im WorldWideWeb – eine Fallstudie
Volker Woest: "Der ungeliebte? Chemieunterricht?" Ergebnisse einer Befragung von
Schülern der Sekundarstufe II
Hans-Jürgen Becker: Zu: "Erneut: Schülervorstellungen zur Verbrennung im
Chemieunterricht? " von F. Bergerhoff und zur Stellungnahme dazu von R. Fladt
Heinrich Brockmeyer: Zu:"Messung der Transpiration bei Pflanzen? " von H.
Brockmeyer
Bericht aus dem Deutschen Museum
Reisestipendium zum Besuch des Deutschen Museums München
Beitragszahlung 1997
Landesverband Ostbayern
Besprechungen
Bücher

Zur Diskussion gestellt

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