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Zeitschrift „MNU“

Abstractsder Jahrgänge 1997-2008(Bild: Titel mit Lay-Out bis Ende 2008)

2008 (Jahrgang 61)

Inhalt vom Heft 8 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 8, ISSN 0025-5866, 01. Dezember 2008

Aus Bildung und Wissenschaft

Schülervorstellungen zum Lösen und SiedenVerfasser: 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 Chemie-Oberstufenkursen 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 PythagorasVerfasser: 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 besserVerfasser: 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 OstabweichungVerfasser: 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 LichtVerfasser: Prof. Dr. Kurt Busch,, Dr. Antje Bergmann, Ursula Kroll, Gülhan Wogh-Deveoglu, Anschrift: Universität Karlsruhe, Institut für Theoretische Festkörperphysik, Wolfgang-Gaede-Str. 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 low-cost-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 OberstufeVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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.

Zur Diskussion gestellt

Krieg im menschlichen Körper - Überfälle böser VirenVerfasser: 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

Inhalt vom Heft 7 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 7, ISSN 0025-5866, 15. Oktober 2008


99. MNU-Kongress in KaiserslauternVerfasser: Arnold a Campo

Ansprache des ersten Vorsitzenden bei der feierlichen Eröffnung am 17. März 2008

Die axiomatischen Grundlagen der quantitativen NaturbeschreibungVerfasser: Prof. Dr.-Ing. Otto Rang, Quentelberg 14, 69469 Weiheim/Bergstraße

Ein Beitrag zur Begriffsbildung im Jahr der MathematikDie 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 StarsVerfasser: 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 FlügelsVerfasser: 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 BeweiseVerfasser: 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 RegenbogensVerfasser: 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 OhrenVerfasser: Dr. Hans-Otto Reuss, Bäckerstraße 14, 38640 Goslar, [email protected]

Die Bedeutung des zentralen HörensEine 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 FacettenaugeVerfasser: 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 LernumgebungVerfasser: 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 gewidmetIm 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 ArbeitenVerfasser: 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

Inhalt vom Heft 6 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 6, ISSN 0025-5866, 01. September 2008


Evaluation der Bildungsstandards in den NaturwissenschaftenVerfasser: Dr. Maik Walpuski, Universität Duisburg-Essen, Didaktikder 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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 JahreszeitVerfasser: 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 KuhfladenVerfasser: 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 MedizinVerfasser: OStR Dr. Christian Fruböse, Am Trimmelter Hof 24, 54296 Trier

Ein Baustein für einen kontextorientierten Unterricht zum ThemaRadioaktivitätGerade 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.

HyperionVerfasser: Prof. Dr. Dieter Schumacher, Physikalische Grundpraktika, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, [email protected], www.gpphy.uni-duesseldorf.de

Der Chaot unter den MondenDass 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 VersuchVerfasser: 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 KleiderstoffenVerfasser: 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 Langzeit-Experiment wird ein MF6-Stoffstück zwei Monate lang in einem Blumentopf mit feuchter Erde aufbewahrt und der Verrottungsgrad der verschiedenen Textilfasern begutachtet.

Herstellung von FossilienreplikatenVerfasser: 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 HandlungsfeldernVerfasser: Dieter Graw, [email protected]

Beitrag zur SchulprofilentwicklungDer 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 SchwedenVerfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Technische Universität Dortmund, FakulätChemie, 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

Inhalt vom Heft 5 im Jahre 200861. 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 WillensfreiheitVerfasser: 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 BiologieunterrichtsVerfasser: Dr. Birgit Neuhaus, Didaktik der Biologie, Winzerstr. 45/II, 80797 München, [email protected]; Prof. Dr. Helmut Vogt

Die Sicht von BiologielehrkräftenWas 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 MonumentaluhrenVerfasser: Stud.-Dir. a. D. Dr. Ernst-Reinhold Mewes, Rehwinkel 5, 24837 Schleswig, [email protected]

Zeitanzeige neu berechnetDie 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 EinheitVerfasser: 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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 bestimmtVerfasser: 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 andersVerfasser: Prof. Dr. Bärbel Fromme, [email protected]; Dr. Michaela Schulz, [email protected]

Computerunterstützte Messungen an der Looping-BahnDie 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 Spielzeug-Looping-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-GleichungenVerfasser: StD Carl-Julian Pardall, [email protected]; StR Dr. Christopher Popp, [email protected]

- mit den Händen zu greifenIm 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-ModelleVerfasser: 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 3D-Modellen 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-ModelleLiteratur: Links in das WWWJohann 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 WolfgangGoethe 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 ModelBuilders 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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.

http://www.vs-c.de/


Skolverket-Tests und ihre Bedeutung für das schwedische GymnasiumVerfasser: 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

Inhalt vom Heft 4 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 4, ISSN 0025-5866, 01. Juni 2008


HausaufgabenVerfasser: 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 MathematikunterrichtVerfasser: Dr. Andreas Gundlach, Alter Kirchweg 8, 31234 Edemissen, [email protected]

Auswahl und EntwicklungEin 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 RaumVerfasser: 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 SelbstbauVerfasser: 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 ObjekteExperimentieren 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 ChemieVerfasser: 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 gesellschaftskritisch-problemorientierten Chemieunterrichts.

Fällungstitrationen und GefahrstoffverordnungVerfasser: 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 SichtVerfasser: 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 KontextVerfasser: Dr. Florian Theilmann, [email protected]

Zur Charakteristik einer erscheinungsorientierten PhysikPhänomenologische, "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 HalbleitertechnikVerfasser: 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

Inhalt vom Heft 3 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 3, ISSN 0025-5866, 15. April 2008

Download-Service: Heft 2008-3-Bio-Basiskonzepte.pdf

MNU-Standpunkt

Diskussion um G8Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle, Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie, Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]


Überlegungen zur Physikausbildung für das LehramtVerfasser: 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 LietzmannVerfasser: 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 RaumVerfasser: 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 Geometrie-Unterricht. 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 HändedruckVerfasser: 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 UnterrichtZunächst 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 BiologieunterrichtVerfasser: Birgit Töpperwien, [email protected]

Anregungen zur Einführung am GymnasiumDieser 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 schleswig-holsteinischen Arbeit im Sinus- bzw. Sinus-Transfer-Programm liegen langjährige Erfahrungen mit der professionellen Weiterentwicklung von Lehrkräften im mathematisch-naturwissenschaftlichen 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 ExtremwertproblemVerfasser: 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

Inhalt vom Heft 2 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 2, ISSN 0025-5866, 01. März 2008


Ergebnisse des internationalen PISA Naturwissenschaftstest 2006Verfasser: Prof. Dr. Marcus Hammann, Didaktik der Biologie, Westfälische Wilhelms-Universität, 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 LeistungstestsVerfasser: 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 MedienVerfasser: 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 AnalysisVerfasser: 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 SubstanzbibliothekenVerfasser: Patricia Pustowka; Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität, 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 KlassenzimmerVerfasser: 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 FossilienVerfasser: 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 PerspektiveVerfasser: 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 GleichungssystemeVerfasser: Bernhard Arnold, [email protected]

AstronomieunterrichtVerfasser: 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


Inhalt vom Heft 1 im Jahre 200861. Jahrgang, Heft 1, ISSN 0025-5866, 15. Januar 2008

Standpunkt

Mit uns kann man rechnenVerfasser: Arnold a Campo


Bilingualer Unterricht in den NaturwissenschaftenVerfasser: 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 PerspektiveVerfasser: 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-ProblemsVerfasser: 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-VerfahrenVerfasser: 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 ChaosVerfasser: 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 bebtVerfasser: 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 AbbildungsgleichungenVerfasser: 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.

HarndiagnostikVerfasser: 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 MundschleimhautzellenVerfasser: 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 2Verfasser: 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.pdfDownload-Service: Heft 2007-8-Bio Blaualgen.pdf

Standpunkt

AnschlussproblemeVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle, Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie, Didaktik der Chemie, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund


Stand und Perspektiven von DNA-Analytik und GendiagnostikVerfasser: 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 UnterrichtVerfasser: 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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 FraktalenVerfasser: 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 UnterrichtVerfasser: Michael Rode, Lauensteinstr. 22, 21339 Lüneburg, [email protected]

Neue Zugänge mit einem dynamischen GeometriesystemVielfältige 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-SkalaVerfasser: 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 UnterrichtsInteressantheit 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 ComputerMit 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 UrlaubsregionenVerfasser: Dr. Susanne Brezmann, Saseler Kamp 96a, 22393 Hamburg

Aktuelles über Blaualgenblüten für den UnterrichtNeben 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 MedizinVerfasser: 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 G8Verfasser: 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 1Verfasser: 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 PhysikkursVerfasser: StD Wolfhard Herzog, Große Lachstraße 50/1, 69207 Sandhausen, [email protected]

Anspruch und Widersprüche eines didaktischen KonzeptsBei 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 2008Verfasser: Günter M. Ziegler, [email protected]


Naturwissenschaftliche ArbeitsweisenVerfasser: Prof. Dr. Hans E. Fischer, Dr. Georg TrendelAnschrift: 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 StrukturenVerfasser: 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 ermitteltVerfasser: Gerd Riehl, Obere Mark 6, 30890 Barsinghausen, [email protected]

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 QuersummenobergrenzeVerfasser: OStR Dipl.-Math. Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach, [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 WinkelberechnungVerfasser: Gerd Riehl, Obere Mark 6, 30890 Barsinghausen, [email protected]

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 findenVerfasser: 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 BewegungVerfasser: 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 UnterrichtseinheitDie 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 OberstufeVerfasser: StDin Gabriele Rupp, OStR Frank Harder

Gentechnische Herstellung eines potenziellen Bilharziose-ImpfstoffsVorgestellt 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 EndoxidationVerfasser: 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 KörperfettwaageVerfasser: 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 HypothesenVerfasser: 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 AufgabenVerfasser: Volker Hagemeister, [email protected]

- diskutiert an Hand einer PISA-Aufgabe



Nachrufe


Besprechungen


Bücher



98. MNU-Kongress in BerlinVerfasser: Arnold a Campo

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 ± 1Verfasser: 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 SolverVerfasser: 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 LinsenVerfasser: 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 VenusjahrVerfasser: Ernst Wenzl, Bonhoefferstr. 11/82, 07747 Jena, [email protected]

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 MaterialienVerfasser: Patrick Hollmann; PD Dr. habil. Sabine Nick, Leibniz-Institut für diePädagogik 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 ChemieunterrichtWir 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 ErblickenVerfasser: 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 OberstufeKoma, 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 BlechdosenVerfasser: 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

BleigießenVerfasser: Christoph Kulgemeyer, [email protected]; Erik Einhaus,

[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 StandardleitungVerfasser: Norbert Sonntag, Geibelstr. 66, 28215 Bremen, [email protected]

Ableitung der e-Funktion – eine Alternative zur StandardherleitungDer 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 UnterrichtskonzepteVerfasser: 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 KontextVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Mathematik und der Rest der WeltVerfasser: Prof. Dr. Hans-Wolfgang Henn, Institut für Entwicklung und Erforschung des Mathematikunterrichts, Fachbereich Mathematik, Universität Dortmund, Vogelpothsweg 87, 44227 Dortmund, [email protected]

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 KontextVerfasser: 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 KontextVerfasser: 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 UnterrichtskonzeptionDas 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 KontextVerfasser: 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 LehrerprofessionalisierungBiologie 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 bewandertVerfasser: OStR Dipl.-Math. Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach, [email protected]

Strategien bei einem Gletscheraufstieg in den AlpenDer 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 begreifenVerfasser: Silke Mikelskis-Seifert, [email protected]; Reinders Duit, [email protected]

Kreatives Modellieren im Kontext moderner TechnologienEine 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-Albrechts-Universität 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 ForschungsergebnisseVerfasser: 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 KMK-Bildungsstandards ausgewiesenen Kompetenzbereichen sowie zur Lehrerprofessionalisierung und zur projektübergreifenden Evaluation werden berichtet.

Aufgaben

Dichte und SchwimmenVerfasser: 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 KreationismusVerfasser: 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 einfachVerfasser: 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?Verfasser: OStR Dipl.-Math. Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach, [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 SummandenVerfasser: 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 SatzVerfasser: 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 n-Tupeln verallgemeinert. Diese n-Tupel werden durch Spiegelungen an Hyperebenen im n-dimensionalen 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 KurveVerfasser: 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 LichtsensorsVerfasser: 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.

BentonitVerfasser: Björn Hesselink; Dieter Sgoff; Prof. Dr. Hans Joachim BaderKorrespondenzanschrift: 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 FachbegriffVerfasser: 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 GrundlageVerfasser: 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 BlechdosenVerfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden; Göran TronickeAnschrift: 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 ErnährungVerfasser: Christoph Kulgemeyer, [email protected]; Erik Einhaus, [email protected]; Dr. Jürgen Petri, [email protected]


Interessante und weniger interessante Kontexte für das Lernen von NaturwissenschaftenVerfasser: 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 BildungsgerechtigkeitVerfasser: 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 evaluierenVerfasser: 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 EigenschaftVerfasser: Dr. Berthold Schuppar, Universität Dortmund, Fachbereich Mathematik, IEEM, D-44221 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 FunktionenVerfasser: 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 SichtVerfasser: 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 ExcelVerfasser: 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 TonVerfasser: Björn Hesselink; Dieter Sgoff, Dr. Stefan Horn, 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]

Schulversuche mit BentonitenBentonite 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 LernensVerfasser: OStR' Astrid Wasmann-Frahm, Kooperative Gesamtschule in Tornesch, Klaus-Groth 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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 NachthimmelVerfasser: Christoph Kulgemeyer, kulgemey@uni-bremen; Erik Einhaus, [email protected]; Dr. Jürgen Petri, Fakultät I, [email protected]


Einfache Computer-Simulation von finanziellem RisikoVerfasser: 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 UnterrichtVerfasser: Wolfgang Asselborn


Evolution, Bäume und AlgorithmenVerfasser: 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 Arndt-Universität 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 SekretärinnenproblemVerfasser: 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 SpielzeugVerfasser: 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 entdeckteVerfasser: Prof. Günter Steinberg, Mutzenbecherstr. 3, 26131 Oldenburg

Dieser Beitrag basiert auf dem themengleichen Vortrag den der Autor auf dem 97. MNU-Kongress 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 ÄsthetikVerfasser: OStR Dipl.-Math. Wolfgang Göbels, In den Wiesen 9, 51467 Bergisch Gladbach, [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 BASFVerfasser: 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 Ökoeffizienz-Analyse 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-OptikVerfasser: 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-)ZigaretteVerfasser: Dr. Christiane Högermann, Abendgymnasium Sophie Scholl, Am Kalkhügel 25, 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!Verfasser: Arnold a Campo


Gekrümmte Welten und die Geschwindigkeit der Galaxien hinter dem HorizontVerfasser: 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 findenVerfasser: 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 Schwimm- und 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-VerteilungVerfasser: 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 KurvenVerfasser: 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.

GeradenkonstellationenVerfasser: OStR Eckart Schmidt, Hasenberg 27, 24223 Raisdorf, [email protected]

Anzahl der Schnittpunkte, Gebiete und Abschnitte

Eine besondere Summe von StammbrüchenVerfasser: 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 AugenmodellVerfasser: 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 7Verfasser: 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 UrteilskompetenzVerfasser: 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

ReibungVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 NiedersachsenVerfasser: Werner Wegner (Vorsitzender Landesverband Niedersachsen)


Permanenter GraffitischutzVerfasser: 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 ReiseVerfasser: 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 ZiffernkernVerfasser: 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 VerallgemeinerungVerfasser: MinRat Dieter Götzl, Hochsteiger Weg 6, 82205 Gilching, [email protected]

Als besondere Linien im Dreieck werden die E0-Transversalen untersucht. Wie die Seiten- und 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 VieleckeVerfasser: StD i. R. Dr. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden, [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 erklärenVerfasser: 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 möglichVerfasser: 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 HandyVerfasser: 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. Jürgen Petri, Fakultät I, Institut für Pädagogik, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]


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 KettenkarussellVerfasser: 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 KontextVerfasser: 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 ExcelVerfasser: Prof. Dr. Norbert Brunner, [email protected], Prof. Dr. Manfred Kühleitner, Institut für Mathematik, Universität für Bodenkultur, Gregor-Mendel-Str. 33, A-1180 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 KombinatorikVerfasser: 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 TaschenrechnerVerfasser: 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 AutoverkehrsVerfasser: 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 SavannenVerfasser: 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 UmweltVerfasser: Christoph Kulgemeyer, [email protected]; Erik Einhaus, [email protected], Universität Bremen, FB 1 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]


Experimente zur Mechanik mit BlechdosenVerfasser: 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 GeburtstagsproblemVerfasser: Gerd Riehl, Obere Mark 6, 30890 Barsinghausen, [email protected]

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 KarlsruheVerfasser: Arnold a Campo

Ansprache des Ersten Vorsitzenden bei der feierlichen Eröffnung am 10. April 2006

Schulpraxis

Logistischen WachstumVerfasser: Dr. Henrik Kratz, Egenolffstr. 10, 60316 Frankfurt, [email protected]

Der Beitrag stellt eine fächerverbindende Unterrichtseinheit vor, in der ein Jugend-forscht-Projekt 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 2Verfasser: 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.

ParallelkurvenVerfasser: 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 FunktionVerfasser: 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 ThomsonVerfasser: 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.

LesesteineVerfasser: 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 AusprobierenVerfasser: 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 Online-Datenbanken 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 EntomologieVerfasser: 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 FahrschuleVerfasser: Erik Einhaus, Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für Didaktik 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 SchülerübungenVerfasser: 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 HerausforderungVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Aufgabenkultur im mathematisch-naturwissenschaftlichen UnterrichtVerfasser: 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 KaffeeVerfasser: Erik Einhaus [email protected]; Prof. Dr. Horst Schecker, [email protected] 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 PlantagenaufgabenVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 PISA-Untersuchungen 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 ExperimentierenVerfasser: 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 AufgabenbeispieleVerfasser: 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 WasserVerfasser: Erik Einhaus, Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für Didaktik 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 FallschirmspringenVerfasser: Erik Einhaus, Universität Bremen, FB 1 Physik/Elektrotechnik, Institut für Didaktik 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]


Die Bedeutung von Aufgaben aus LehrersichtVerfasser: Prof. Dr. Rüdiger Tiemann, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche 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 LupeVerfasser: 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 MathematikVerfasser: Stephan Hussmann


Spiegelbild, Schatten und gespiegelter SchattenVerfasser: 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 BäumenVerfasser: 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 OberflächenwellenVerfasser: 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 zurückVerfasser: 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-cost-Materialien 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.

NitrifikationVerfasser: 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-LösungVerfasser: 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 MandateVerfasser: 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 - HintergrundinformationenVerfasser: 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 BäumenVerfasser: 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 ÖkologieVerfasser: 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 LufthülleVerfasser: 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 LernfirmaVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 GehirnVerfasser: 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 AtmungVerfasser: 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 DezimalbrüchenVerfasser: 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


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Standpunkte

Leitgedanke zum mathematisch-naturwissenschaftlichen UnterrichtVerfasser: Siegfried Schneider

Schulpraxis

Videoanalyse im MathematikunterrichtVerfasser: 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-KachelungVerfasser: 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 AufgabenentwicklungVerfasser: 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 Redox-Konzept 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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 Chemie-Stationen 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



Download-Service: Heft-2006-1-Bio-Nachschlagen.pdf (Langfassung von "Nachschlagen statt Nachfragen? Gentechnische Inhalte ... Nachschlagewerke")

Standpunkte

Quo vadis - MNU?Verfasser: Arnold a Campo


Fachdidaktik im Lehramtsstudium - Qualität und QuantitätVerfasser: 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 RegressionsgeradeVerfasser: 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 FolgenVerfasser: 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 2Verfasser: Ernst Wenzl, Bonhoefferstr. 11/82, 07747 Jena, [email protected]

- Die Gravitationskraft - Fallbeschleunigung und Fallbewegung- Das Gewicht- Schlussfolgerungen

Der Airbag - Eine "Explosion", die Leben retten kannVerfasser: 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 EnergetikVerfasser: 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 alltäglichVerfasser: Dr. Christiane Högermann, Abendgymnasium Sophie Scholl, Am Kalkhügel 25, 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 Rheinland-Pfalz


Quantum ComputationVerfasser: 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-ProblemVerfasser: 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 PolynomfunktionenVerfasser: 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 MechanikVerfasser: Ernst Wenzl, Bonhoefferstr. 11/82, 07747 Jena, [email protected]

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 langweiligVerfasser: 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 HalbmikromaßstabVerfasser: Dipl.-Ing (FH) Wolfgang Proske, Bahnhofstr. 18, 06895 Zahna, Fax: 034924/20648; Prof. Dr. Volker Wiskamp, Fachhochschule Darmstadt, Fachbereich Chemie- und 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-ml-Tuberkulinspritze 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-WestfalenVerfasser: 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.



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Standpunkte

Mathematisch-naturwissenschaftlicher Unterricht im Freistaat SachsenVerfasser: Steffen Flath, Staatsminister für Kultus im Freistaat Sachsen


Lehrer planen gemeinsamVerfasser: 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 MathematikunterrichtVerfasser: OStR Thomas Vogt, Backesgasse 4, 55595 Hargesheim, [email protected]

Der Beitrag gibt inhaltliche und methodische Anregungen für die Praxis, wie eine Trainings- oder 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 TeilverhältnisVerfasser: 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 EllipseVerfasser: 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 PrismaVerfasser: 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 AllVerfasser: StD i. R. Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden, [email protected]

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 KartoffelnVerfasser: 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 KindergartenVerfasser: 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.uni-oldenburg.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 BiologieunterrichtVerfasser: 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 InterviewvergleichVerfasser: 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.



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Standpunkte

"Es ist nicht das Wissen, sondern das Lernen"Verfasser: Ute Erdsiek-Rave, Ministerin für Bildung und Frauen des Landes Schleswig-Holstein


Gene sind charakterlosVerfasser: 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 PlanimetersVerfasser: 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 MittelVerfasser: 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 Verfasser: Dr. Reinhard Oldenburg, Albrechtstr. 5, 37085 Göttingen, [email protected]

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, Physikalisch-Astronomische 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 KugelteilchenmodellVerfasser: 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 GrößenordnungenVerfasser: 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.



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CD-ROM Chemie / Bücher

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96. MNU-Kongress 2005 in KielVerfasser: Arnold a Campo

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 Verfasser: Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie, Fliednerstr. 21, 48149 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 SehwinkelproblemVerfasser: StD i. R. Dr. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden, [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?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

Realitätsnahe KurvendiskussionenVerfasser: 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 BeispieleVerfasser: 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 WasseroberflächeVerfasser: Dr. H. Joachim Schlichting, Universität MÜnster, Institut für Didaktik der Physik, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster, [email protected]

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 2004Verfasser: 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 Triacylglycerin-Zusammensetzung von Sonnenblumenöl und Milchfett angewendet.


Zur Arbeit mit BildungsstandardsVerfasser: OStD Josef Leisen, Peter-Joseph-Rottmann-Straße 20, 56077 Koblenz, [email protected]

Lernaufgaben als Einstieg und Schlüssel



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Konzepte und ProzesseVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle

Schulpraxis

Der nationale Naturwissenschaftstest PISA 2003Verfasser: 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 PsychosenVerfasser: 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 FinanzstrategieVerfasser: 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, Physikalisch-Astronomische 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 geografi�sche 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 MaterieVerfasser: 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 gestelltVerfasser: Dr. Hans-Peter Ziemek, Institut für Biologiedidaktik, JLU Gießen, Karl-Glöckner-Str. 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.


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Standpunkte

Neue LernkulturVerfasser: Dr. Annette Schavan, Ministerin für Kultus, Jugend und Sport des Landes Baden-Württemberg

Schulpraxis

Das schwedische Gymnasium und sein ChemieunterrichtVerfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-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 BiologieVerfasser: Prof. Dr. Manfred Hesse, Institut für Didaktik der Biologie, Fliednerstr. 21, 48149 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 ArbeitenVerfasser: Gerd Riehl, Obere Mark 6, 30890 Barsinghausen, [email protected]

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 PhotoshopVerfasser: Dr. Reinhard Oldenburg, Albrechtstr. 5, 37085 Göttingen, [email protected]

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.

MikrowellenstrahlungVerfasser: 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 DipoleVerfasser: 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-MaßstabVerfasser: 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-ToleranzVerfasser: 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 - KernphysikVerfasser: 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




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Astronomie und Raumfahrt gehören in die SchuleUllrich 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 QuantenblumeVerfasser: 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 machenVerfasser: 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 HerrscheVerfasser: 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 SpurVerfasser: Prof. Dr. Armin Mosandl, Institut f. Lebensmittelchemie, Johann Wolfgang Goethe-Universität 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 ErbsubstanzVerfasser: 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-ToleranzkurveVerfasser: 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 IIVerfasser: Dr. Dr. Klaus Zittlau, Hanse-Berufskolleg des Kreises Lippe, Johannes-Schuchen-Str. 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 ProblemVerfasser: 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.




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MNU bringt sich ein - auch 2005Arnold 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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 SekundarstufenVerfasser: 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 KettenlinieVerfasser: 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 KurvendiskussionVerfasser: 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 Erlangen-Nürnberg, 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 TabakrauchVerfasser: 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 KonvektionVerfasser: 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 ErgebnisseVerfasser: Prof. Dr. Jürgen Lethmate, Institut für Didaktik der Geografie, Westf. Wilhelms-Universität, 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 ÖkobilanzenVerfasser: 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 22Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01069 Dresden

Experimente zum Stoffgebiet Optik


Vom Irrtum in der Wissenschaft: Lehren aus der WissenschaftsgeschichteVerfasser: 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 biologisch-didaktischer Theorien der Bestreitung des freien WillensVerfasser: 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.




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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 LichtkreisenVerfasser: H. Joachim Schlichting, Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster, [email protected]

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 UnterrichtVerfasser: 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 HochmoorVerfasser: 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-SystemenVerfasser: 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 BewertungVerfasser: 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


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Aus Bildung und Wissenschaft95. MNU-Kongress 2004 in HalleVerfasser: Sabine Schmalstieg

Philosophen blicken auf die Mathematik: von Platon bis HeideggerVerfasser: 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 GlobusVerfasser: 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 ZahnprothesenVerfasser: Prof. Dr. Matthias Epple, Institut für Anorganische Chemie, Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, Universitätsstr. 5 - 7, 45117 Essen, [email protected]

Anorganische Mineralien kommen in der Biologie häufig vor, zum Beispiel in Schnecken- und 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-GleichgewichtVerfasser: 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 OptikVerfasser: 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 BallaststoffenVerfasser: 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 MeioseVerfasser: 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 ocellatusVerfasser: Dr. Hans-Peter Ziemek, Institut für Biologiedidaktik der JLU Gießen, Karl-Glöckner-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 UnterrichtVerfasser: 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.




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Editorial

Medizin und die NaturwissenschaftenVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Messen und Analysieren in der SportmedizinVerfasser: 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 GSIVerfasser: 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 Kohlenstoff-Therapie-Einheiten geplant und in Vorbereitung.

Schulpraxis

Experimentelle Computertomographie für Schüler - von XRAY bis XLABVerfasser: 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 PhysikVerfasser: 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-ArzneimittelVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 PrüfstandVerfasser: 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 ErkrankungVerfasser: 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 KörperVerfasser: 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 ProblemaufrissVerfasser: 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.



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Zu guter Letzt



Leistungsmessung im LeistungskursVerfasser: 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 SplinesVerfasser: 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-Algebra-System (z. B. TI 92 oder DERIVE) umgehen können.

Messen von Radwegen mit Mathematica und M@th DesktopVerfasser: 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 ProblemVerfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließerstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram, OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien

Die Zahlen 1 333 ... werden auf Teilbarkeit untersucht.

Zum Umfangswinkelsatz am KreisVerfasser: 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-UnterrichtsVerfasser: 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 VerpackungsfolienVerfasser: 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 überwindenVerfasser: 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 UmweltbereichVerfasser: 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




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Standpunkte

Alles nur geklaut?Verfasser: Dittmar Graf


Kompetenzentwicklungsmodelle: Merkmale und ihre BedeutungVerfasser: 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. OrdnungVerfasser: 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 NAQsVerfasser: Dr. Reinhard Oldenburg, Albrechtstr. 5, 37085 Göttingen, [email protected]

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 2004Verfasser: 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 ReaktionenVerfasser: Dr. Georg Job, Universität Hamburg, Institut für Physikalische Chemie, Martin-Luther-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 ChemiefachdidaktikVerfasser: 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.




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Standpunkte

Fortschritt durch BewegungVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Einführung der KMK-BildungsstandardsVerfasser: 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 MathematikVerfasser: 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 BWVerfasser: 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 PhysikVerfasser: 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-Maximillians-Universität 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 PhysikVerfasser: 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 ChemieVerfasser: 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 ChemiedidaktikIm vorliegenden Beitrag werden zentrale Inhalte der ca. 60 Seiten umfassenden Expertise vorgestellt, dabei liegt der Schwerpunkt auf den curricularen Empfehlungen.

Kerncurriculum Biologie der gymnasialen OberstufeVerfasser: 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 Ossietzky Universität Oldenburg, 26111 Oldenburg, [email protected]

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 BiologieVerfasser: 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 RisikenVerfasser: 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 PISAVerfasser: Prof. Dr. Hans-Jürgen Schmidt, Karlstads universitet, Institutionen för kemi, SE-65188 Karlstad, Schweden, [email protected] ODER Buschei 75, 44328 Dortmund, [email protected]

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 UnordnungVerfasser: 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 DreieckenVerfasser: 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 InformationsmaßVerfasser: 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 FedernVerfasser: H. Joachim Schlichting, Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster, [email protected]

Aus dem Blickwinkel des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik: Eine paradoxe Ansicht ist nicht jedes Mal eine schiefe. (DENIS DIDEROT)

Fächerübergreifender Unterricht durch AnalogienVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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 LöwenzahnVerfasser: Norbert Bertelsbeck, Curtmannstraße 30, 35394 Gießen, [email protected]

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.


Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 21Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Institut für 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!Verfasser: Arnold a Campo

Schulpraxis

Der Venusdurchgang am 8. Juni 2004Verfasser: 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 PhysikunterrichtVerfasser: 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 SichtVerfasser: 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 VerbrauchsgüterVerfasser: 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 GriechenVerfasser: 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-FolgenVerfasser: 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 DreipunktexperimentVerfasser: 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 X-Chromosom 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 KlimaproblemVerfasser: 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 NulleffizienzVerfasser: 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 GymnasienVerfasser: 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 Chemie-Lehramtsstudierende 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 BreiteVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Geschwindigkeit und relativistische Dynamik

Schulpraxis

Ein dynamischer Zugang zu Funktionen und GleichungenVerfasser: 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 EXCELVerfasser: 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 WirklichkeitVerfasser: 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 SkalenintervalleVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: Prof. Dr. Hans Joachim Bader, Simone Gerlach, Dr. Stefan Horn, Prof. Dr. Insa Melle, Korrespondenzanschrift: Prof. Dr. H. J. Bader, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Fachbereich Chemische und Pharmazeutische Wissenschaften, Institut für Didaktik der 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 AltfettenVerfasser: 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 GlykolyseVerfasser: 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 FacharbeitVerfasser: 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 WahrscheinlichkeitVerfasser: 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 HerleitungsvariantenVerfasser: 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 GleichungenVerfasser: StD Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120 Bovenden, [email protected]

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 MikrowellenVerfasser: 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-Ossietzky-Str. 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 BuntbarschenVerfasser: Dr. Hans-Peter Ziemek, Institut für Biologiedidaktik der JLU Gießen, Karl-Glöckner-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 MultimedienVerfasser: 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 FunktionsgrafenVerfasser: 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 BeispielVerfasser: 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!Verfasser: Wolfgang Asselborn


Energie im biologischen KontextVerfasser: 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 SpielkartenVerfasser: Dr. Kirsten Schlüter, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]

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 LottoVerfasser: Dr. Hans Humenberger, IEEM, FB Mathematik, Universität Dortmund, 44221 Dortmund, [email protected]

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 ScherungenVerfasser: 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 WurzelziehenVerfasser: StD Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Christian Rühenbeck, Kiefernberg 5, 37120

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-AufgabenVerfasser: 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 BruchrechnungVerfasser: 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 SchattenhyperbelnVerfasser: H. Joachim Schlichting, Universität Münster, Institut für Didaktik der Physik, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster, [email protected]

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 CleanbenchVerfasser: 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-RohlingenVerfasser: Prof. Dr. Roland A. Fischer, Lehrstuhl für Anorganische Chemie II, Ruhr-Universität 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 ChemieVerfasser: 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 PraxisVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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?Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


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-QuadrateVerfasser: 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 VerzweigungenVerfasser: 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 GrafiktablettVerfasser: 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 KraftmesserVerfasser: 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 ChemieVerfasser: 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 NukleinsäurenVerfasser: 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 BüroklammernVerfasser: Dr. Kirsten Schlüter, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel, Olshausenstr. 62, 24098 Kiel, [email protected]

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 MikrobenVerfasser: 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 FilmrolleVerfasser: Dr. Christian Rühenbeck, Postfach 1128, 37116 Bovenden, [email protected]

Zur Diskussion gestelltVerfasser: 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 FörderbandVerfasser: 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


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Zu guter Letzt


Standpunkte

Aufgepasst: BildungsstandardsVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Gezeiten im Schulunterricht

Schulpraxis

Risikomanagement und VektorrechnungVerfasser: 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 zielführendVerfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließerstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram; OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien

Die diophantischen Gleichungen x3 ± x2 = y2 sowie eine Verallgemeinerung werden durch eine geeignete Umformung unmittelbar und vollständig gelöst.

Ein Drei-Türme-SpielVerfasser: 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-PendelVerfasser: 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 BeschleunigungsleistungVerfasser: 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 melanogasterVerfasser: 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 Schul- und 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 InterpretationenVerfasser: OStD Josef Leisen, Peter-Joseph-Rottmann-Straße 22, 56077 Koblenz, [email protected]


Diskussionsforen im NetzVerfasser: 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 RelativitätstheorieVerfasser: 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.




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Zu guter Letzt


Standpunkte

Computer ins KlassenzimmerVerfasser: Hans-Jürgen Elschenbroich


Vergleich zweier Aufgabentypen bei der Diagnose von Verstehensprozessen im BiologieunterrichtVerfasser: 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 SchattenwerferVerfasser: 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 habenVerfasser: 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 BSEVerfasser: 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 AntiblockiersystemsVerfasser: StR Dr. Roland Berger, FB 18 / Physikdidaktik, Universität Kassel, Heinrich-Plett-Straße 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 SchlagVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 ZwergmausVerfasser: 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 SchuleVerfasser: Arnold a Campo, Kammanstr. 13, 58097 Hagen, [email protected]

Vom waagrechten Wurf zur Geschwindigkeit eines erdnahen SatellitenVerfasser: 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-WürttembergVerfasser: Sabine Schatte, Karlsruhe; Horst Scheu, Konstanz




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Standpunkte

Kerncurriculum Fachdidaktik?Verfasser: Gottfried Merzyn


Zur Rolle der Fachdidaktik in der universitären GymnasiallehrerausbildungVerfasser: 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, 44221 Dortmund, [email protected]

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 LottoziehungenVerfasser: Ao. Univ.-Prof. Dr. Stefan Götz, Institut für Mathematik, Universität Wien, Strudlhofgasse 4, A-1090 Wien und Akademisches Gymnasium Wien I, Beethovenplatz 1, A-1010 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 WirklichkeitVerfasser: 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-LasernVerfasser: 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 GitterVerfasser: OStD a. D. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Straße 4, 21614 Buxtehude, [email protected]

- ein Klassensatz für wenig Geld -

Erweiterungen für das CBL2-Messinterface von Texas-InstrumentsVerfasser: 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-Grafik-Rechner (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 PhysikunterrichtVerfasser: 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 FunktionVerfasser: 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 ZwergmausVerfasser: 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 KunststoffeVerfasser: 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.


Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 19Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstr. 13. 01069 Dresden



Kooperatives Lernen im Chemieunterricht - Teil 2Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]

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 GymnasiallehrerausbildungVerfasser: 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, 44221 Dortmund, [email protected]

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 LottoziehungenVerfasser: Ao. Univ.-Prof. Dr. Stefan Götz, Institut für Mathematik, Universität Wien, Strudlhofgasse 4, A-1090 Wien und Akademisches Gymnasium Wien I, Beethovenplatz 1, A-1010 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 WirklichkeitVerfasser: 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-LasernVerfasser: 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 GitterVerfasser: OStD a. D. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Straße 4, 21614 Buxtehude, [email protected]

- ein Klassensatz für wenig Geld -

Erweiterungen für das CBL2-Messinterface von Texas-InstrumentsVerfasser: 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-Grafik-Rechner (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 PhysikunterrichtVerfasser: 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 FunktionVerfasser: 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 ZwergmausVerfasser: 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 KunststoffeVerfasser: 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.


Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 19Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte Physik und Didaktik der Physik, Mommsenstr. 13. 01069 Dresden



Kooperatives Lernen im Chemieunterricht - Teil 2Verfasser: Dr. Ingo Eilks, Universität Dortmund, Fachbereich Chemie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund, [email protected]

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!Verfasser: Arnold a Campo


Biologische Kenntnisse von StudienanfängernVerfasser: 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 MeerVerfasser: 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 SpinthariskopenVerfasser: 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 EinhüllendenVerfasser: 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-Algebra-System 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 RechteckenVerfasser: 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 GesetzVerfasser: 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 hinterfragtVerfasser: 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 HelferVerfasser: 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 erstelltVerfasser: 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 BastardstrandhaferVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 verstehenVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


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 NaturwsissenschaftenVerfasser: 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. IIVerfasser: 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 HilbertVerfasser: 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 UnterrichtVerfasser: 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 Nicht-Wissenschaftstheorie 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 LeibnizVerfasser: 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 Differenzial- und 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 ChemieunterrichtsVerfasser: 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


FlugphysikVerfasser: 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 FolgenmaschineVerfasser: 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?Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Wildener Str. 36, 57290 Neunkirchen

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 MapleVerfasser: 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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 SiedenVerfasser: 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 GewässerversauerungVerfasser: 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 grafisch-differenzierten 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 SchulgartenVerfasser: 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-GemischVerfasser: 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 FormelnVerfasser: 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.

Diskussion und KritikMitteilungen des Fördervereins


Besprechungen


Bücher

Zu guter Letzt


Editorial

Lernen und LeistenVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


93. MNU-Kongress 2002 in HannoverVerfasser: Arnold a Campo

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 FacharbeitVerfasser: 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 MathematikVerfasser: 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 PhysikVerfasser: 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 GymnasienVerfasser: 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 NiederlandenVerfasser: 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 melanogasterVerfasser: 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 PhysikkursVerfasser: 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


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Zu guter Letzt


Standpunkte

Schülerlabore, Science-Center und Co.Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Neue Methoden der MikroskopieVerfasser: 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-MemoryVerfasser: 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 andersVerfasser: 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 ProblemeVerfasser: Prof. Dr. Manfred Buth, Bataverweg 25, 22455 Hamburg

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 WärmestrahlungVerfasser: 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 ArzneimittelVerfasser: 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 BiologieschulbüchernVerfasser: 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 JoghurtVerfasser: 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 VereinfachungsreihenVerfasser: 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


Bücher

Zu guter Letzt


Standpunkte

Esoterik im Vormarsch - Naturwissenschaftsunterricht versagt?!Verfasser: Karl-Heinz Berck


Vom Kernmodell zur AtombombeVerfasser: 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 TabellenkalkulationVerfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen, [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 CAS1Verfasser: 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 KurvenVerfasser: 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 PhysikunterrichtVerfasser: 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 7Verfasser: 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 DelfinenVerfasser: 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 natürlichVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: Dr. Corinna Hößle, Institut für Didaktik der Mathematik, Naturwissenschaften, 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 MillionenthemaVerfasser: 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

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Wie geht das eigentlich?


Standpunkte

Blicke nach Europa, weshalb?Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Der naturwissenschaftliche Unterricht in der Sekundarstufe einiger europäischer LänderVerfasser: 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 CodeVerfasser: 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 SeifenblaseVerfasser: 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 VersuchenVerfasser: 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 nachVerfasser: 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 PrismenzerschneidungVerfasser: 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 EntkalkerVerfasser: 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 LehrersVerfasser: 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 PISAVerfasser: Erwin Schorr


Die PräzessionssternkarteVerfasser: 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 SchulenVerfasser: 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 Foucault-Pendel 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 HALLEYVerfasser: OStD a. D. Ulrich Uffrecht, Braunschweiger Str. 4, 21614 Buxtehude, [email protected]

Aufruf zu einem weltumspannenden Unterrichtsprojekt

Verhaltensbeobachtung in der SchuleVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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 RegenbogenVerfasser: 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 IE3Verfasser: Prof. Dr. habil. Heinz Schumann, Fakultät III, Mathematik/Informatik, Institut für Bildungsinformatik PH - Weingarten, Kirchplatz 2, 88250 Weingarten, http://www.mathe-schumann.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 2Verfasser: 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 LehrerbildungVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle

Schulpraxis

Freihandversuche zur Messung der Lichtgeschwindigkeit in optischen Medien

Energieniveaus und OrbitaleVerfasser: 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 7Verfasser: 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-VerfahrenVerfasser: Prof. Dr. Benno Artmann, Pastor Sander Bogen 66, 37083 Göttingen, [email protected]; Dr. Hermann Puhlmann, Friedhofstraße 29, 63263 Neu-Isenburg, [email protected]

Zwei Regeln für die Teilbarkeit durch Zahlen mit der Einerziffer 1 oder 7Verfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließerstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram; OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien

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 herumVerfasser: 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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 WachstumspotenzialVerfasser: 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 RostockVerfasser: 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 SuchtVerfasser: 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

AllgemeinbildungstestVerfasser: 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) - ZahlenVerfasser: 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-ReaktionVerfasser: 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 MathematikVerfasser: Inge Hachtel


Vom PolarisationsschattenVerfasser: 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 WachstumVerfasser: 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 lautety(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 Euler-Verfahren 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 EigenzuständeVerfasser: 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 UnterrichtVerfasser: 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 MittelnVerfasser: 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 LöwenzahnVerfasser: Norbert Bertelsbeck, Curtmannstraße 30, 35394 Gießen, [email protected]

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 HerausforderungVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


Aufgaben und naturwissenschaftlicher UnterrichtVerfasser: 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?Verfasser: OStR Dr. Hans G. Schönwald, Wildener Str. 36, 57290 Neunkirchen

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 MathematikunterrichtVerfasser: 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 AufgabenkulturVerfasser: OStD Josef Leisen, Peter-Joseph-Rottmann-Straße 22, 56077 Koblenz, [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 ZeitungVerfasser: 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 PhysikunterrichtVerfasser: 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 mathematisch-naturwissenschaftlichen 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 KinderspielplatzVerfasser: Dr. Nils Empacher, Wacholderweg 32, 70597 Stuttgart,

[email protected]

Ein Praktikum für Oberstufenschüler.

Die seltsamen Wahrscheinlichkeiten der AnfangsziffernVerfasser: Hermann Hammer, Staatl. Seminar für Schulpädagogik (Gymnasien), Bismarckstr. 10, 76133 Karlsruhe, [email protected]


Aufgaben für Mathematikzirkel der MittelstufeVerfasser: Heinrich Brockmeyer, Haidaer Straße 15 a, 92648 Vohenstrauß

Zahlenmuster mit 19, 199, 1999 usw.


Evaluierter Einsatz von Aufgaben im mathematisch-naturwissenschaftlichen UnterrichtVerfasser: 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 mathematisch-naturwissenschaftlichen 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 FehlleistungVerfasser: 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 KölnVerfasser: Wolfgang Asselborn

"Schlüssel zur Zukunft - Visionen für das 21. Jahrhundert"Verfasser: Joachim Treusch

Schulpraxis

Modulares Arbeiten im GeometrieunterrichtVerfasser: 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 3Verfasser: OStR Prof. Mag. Manfred Floderer, Bockfließstr. 157, A-2232 Deutsch-Wagram, OStR Prof. Mag. Dr. Heinrich Schneider, Schiffmühlenstr. 99/2/16, A-1220 Wien

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 KörperVerfasser: Dr. Matthias Ludwig, Winterleitenweg 12, 97082 Würzburg, [email protected]

MultiMess 2000 - Ein preiswertes Mess-Interface für SchülerversucheVerfasser: 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?Verfasser: StD i. R. Rüdiger Fladt, Lieschingstr. 1, 72076 Tübingen

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 GetränkenVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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-Sollen-Problematik, 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 betrachtetVerfasser: 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 FördervereinsVerfasser: Karsten Reckleben


Über die ultraviolette SonnenstrahlungVerfasser: 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 JahrenVerfasser: 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 InstrumenteVerfasser: 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-Schnitt-Mediangerade 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 BeilplanimeterVerfasser: 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 gebrachtVerfasser: 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 FahrradfahrenVerfasser: 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 ArzneistoffenVerfasser: Jens Salzner, Hans Joachim Bader und Dr. Beate Drechsler, Universität Frankfurt,

Fachbereich Chemische und Pharmazeutische Wissenschaften, Institut für Didaktik der Chemie, Marie-Curie-Str. 11, 60439 Frankfurt/M.

Zecken - Überträger gefährlicher KrankheitenVerfasser: 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.


Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 16Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01062 Dresden

Experimente zum Stoffgebiet Elektrizitätslehre.


Röntgenbeugung an KristallenVerfasser: 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 BiologieunterrichtVerfasser: Dr. Corinna Hößle, Institut für Didaktik der Mathematik, Naturwissenschaften, 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 InformatikunterrichtVerfasser: 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.


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Standpunkte

Wider die Atomisierung des UnterrichtsVerfasser: Angela Köhler


Strahlungsgesetz und AugenempfindlichkeitVerfasser: 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 KurvenVerfasser: 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 ZahlentripelVerfasser: 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 lernenVerfasser: 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 PiVerfasser: 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 = yxVerfasser: 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 HimmelsgeometrieVerfasser: 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 ChemieunterrichtVerfasser: 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 Struktur-Eigenschafts-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.uni-dortmund.de/groups/dc1/material.htm können die Ergebnisse unmittelbare Anwendung im Chemieunterricht der Oberstufe finden.

Erfahrungen mit dem integrierten naturwissenschaftlichen UnterrichtVerfasser: 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 SchulpflichtVerfasser: 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 TeilchenkonzeptsVerfasser: 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.




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Gedanken zur Mathematik-LehrerbildungVerfasser: Hans-Jürgen Elschenbroich


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 LottozahlenVerfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen, [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 BodensonnenuhrVerfasser: 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 EnzymhemmungVerfasser: 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.


Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 15Verfasser: 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 TIMSSVerfasser: 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.



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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/e-Gesetz gibt eine Faustregel dafür an, wie viele von n möglichen Ergebnissen bei einem n-stufigen 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/e-Gesetz 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 Verfasser: StD i. R. Rüdiger Fladt, Lieschingstr. 1, 72076 Tübingen

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




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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 Internet-Fachbegriffe.

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 QuantenmechanikVerfasser: 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 Internet-Projekt zur Lehrerfortbildung in Quantenmechanik) vorgestellt.

Datenströme aus dem WeltallVerfasser: 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 InternetVerfasser: 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 Albrechts-Universität zu Kiel, Olshausenstraße 62, 24098 Kiel, [email protected]) 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 Lehr- und 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 InternetVerfasser: Dr. Dittmar Graf, Institut für Biologiedidaktik, Karl-Glöckner-Str. 21c, 35394 Gießen, [email protected]

Der Biologiekurs Klasse 11/12/13 im Internet und UnterrichtVerfasser: StD Ernst-Georg Beck, Dorfstr. 10, 79312 Emmendingen, [email protected]

Das Internet im BiologieunterrichtVerfasser: Mag. Dr. Rudolf Öller, Ölrain 26 b, A-6900 Bregenz, [email protected]

Biologie-online-Unterricht mit und aus dem InternetVerfasser: 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 InternetVerfasser: StR Holger Schickor, Staatliches Eifel-Gymnasium Neuerburg, Pestalozzistr. 25, 54673 Neuerburg, [email protected]


Kompetenzen im Umgang mit dem Internet in der SchuleVerfasser: Dr. Peter Lautzas, Verband der Geschichtslehrer Deutschlands, LV Rheinland-Pfalz, 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 interaktivVerfasser: 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 InternetVerfasser: 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 SödernetVerfasser: 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 JahreswechselVerfasser: W. Asselborn


Thermodynamik und Strukturbildung am Beispiel der Entstehung eines Flussnetzwerkes Verfasser: Prof. Dr. H. Joachim Schlichting und Dr. Volkhard Nordmeier, Westf. Wilhelms-Universität, 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" PolyederVerfasser: 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 bestimmtVerfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen, [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 analytisch-geometrischen 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 gestaltetVerfasser: 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 SystemenVerfasser: 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 EthogrammsVerfasser: 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

HausnummernVerfasser: 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 PhysikunterrichtVerfasser: 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?Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


"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 DNA-Rekombinationstechnologie ist es mittlerweile möglich, die viralen Toxingene in Plasmid-Vektoren 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 ErgebnisseVerfasser: 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 Schüler-Untersuchung 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 ThermostatventilenVerfasser: 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 CASVerfasser: Dr. H. R. Schneebeli, Margelstr. 14, CH-5430 Wettingen, [email protected]

Die technologische Entwicklung macht vor der Schule nicht Halt. Computer-Algebra-Systeme (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 Verfasser: Wolfgang Asselborn

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 MikrobiologieVerfasser: 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 visualisiertVerfasser: 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 NormalverteilungVerfasser: OStD Heinz Klaus Strick, Pastor-Scheibler-Str. 10, 51381 Leverkusen, [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 IR3Verfasser: 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.

RechenbäumeVerfasser: 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 ZehnerpotenzenVerfasser: 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 ErfrischungsgetränkenVerfasser: 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 HessenVerfasser: 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 gewinntVerfasser: Oliver Bossert, Burgstraße 21, 65817 Eppstein, Ulrich Bossert, Josef-Wirmer-Straße 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 DemonstrationswindladeVerfasser: 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 InduktionsgesetzVerfasser: 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 StudienanfängerVerfasser: 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 Umweltchemie-Radioökologie, 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 CH-8092 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.


Überraschende Experimente mit Kunststoffflaschen - Teil 14 Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01062 Dresden



Besprechungen


Bücher


Standpunkte

Lernen von Mathematik und Naturwissenschaften im KontextVerfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


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 Fußball-Bundesligasaison 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 Elektrostatik-Unterrichtseinheit 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 ZaunVerfasser: 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 UngleichungenVerfasser: 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 Brachsystochronen-Problems 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 Wilhelms-Universität 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 200053. Jahrgang, Heft 1, ISSN 0025-5866, 15. Januar 2000

Standpunkte

Zum Jahreswechsel?Verfasser: Wolfgang Asselborn


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-Stromstärke-Kurve 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, A-1090 Wien

Eine Aufgabensammlung für die Schulpraxis.



Neues in Kürze

Besprechungen


1999 (Jahrgang 52)


Standpunkte

Kann man Allgemeinbildung lernen? Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle

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, Universität-Gesamthochschule Siegen, FB 8 Chemie - Biologie, Didaktik der Chemie, Adolf-Reichwein-Straße 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-Glöckner-Str. 21 C, 35394 Gießen


Leserbriefe


Landesverband Südbayern


Neues in Kürze

Besprechungen



Standpunkte

Wie Lehrpläne entstehen (können)Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle


90. MNU-Kongress 1999 in Saarbrücken Verfasser: Wolfgang Asselborn

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 Chemie, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg

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-Maximilians-Universität 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 BiologieunterrichtVerfasser: 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-Abbe-Platz 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: Gang-Aktivitäten, 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 Vor- bzw. Nachteile für den Biologieunterricht?


Einfache und preiswerte Experimente Verfasser: Alfons Voss, Antoniusweg 7, 59757 Arnsberg und Dr. Franz Kappenberg,

Arbeitskreis Computer im Chemieunterricht, Ringstraße 81, 48165 Münster

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-cost-Gaschromatographen 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


Neues in Kürze

Besprechungen


Bücher


Standpunkte

Für das Physikstudium werben Verfasser: K. Kleinknecht


Fremdenfeindlichkeit, Rassismus und weltanschauliche Intoleranz

Zwischen Sylt und Oberstdorf Verfasser: StR i. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam

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-Süd-Erstreckung 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 Verfasser: Silvia Dominik, Würzburger Straße 93, 63517 Rodenbach

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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Bücher


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 n-dimensionalen 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-Glöckner-Straße 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 Verfasser: Silvia Dominik, Würzburger Straße 93, 63517 Rodenbach

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 Verfasser: StR i. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam

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 Hubble-Weltraumteleskop gewonnen wurden, die Entfernung zur Spiralgalaxie M100 im Virgo-Galaxiehaufen 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 Chemie, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg

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.



Aufgaben für Mathematikzirkel der Mittelstufe

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 Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle

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-Wirmer-Straße 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 Wilhelms-Universität, 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/chik2. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/index.htm3. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR1/schule/schule1.htm4. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/FOOD/LZ/LZ0.HTM5. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR5/farbe2/SCH1BEI.HTM6. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR5/farbe2/SCH2KUE.HTM7. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR5/farbe2/SCH3NEUR.HTM8. http://wbtd15.biozentrum.uni-wuerzburg.de/PROJEKTE/BIOTECH/UMWELT/ROHSTOFF/WWW_2/NR4/farbe1/ALIZAR1.HTM9. http://www.tu-harburg.de/b/hapke/farbstof.html10. http://members.aol.com/mmnied/azuro.htm11. http://www.meb.uni-bonn.de/giftzentrale/zusatzst/farbstof.html12. http://www.chemie.uni-bonn.de/oc/ak_br/people/rot/e-nummer.html13. http://132.187.96.115/projekte/biotech/food/lz/lz8/lz8v1.htm14. http://132.187.96.115/projekte/biotech/food/lz/lz8/lz8v8.htm15. http://132.187.96.115/projekte/biotech/food/lz/lz8/lz8v9.htm16. http://www.probes.com/cgi-bin/psearch.cgi?item=29917. http://www.chito.com/aktuell/vortrag-wand-lasur.html18. http://pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html19. http://www.theochem.uni-duisburg.de/DC/20. http://members.tripod.com/~Seilnacht/21. http://www.molecules.com/vrmlmols/index.html22. 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 Hin- und 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, Hans-Meerwein-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, A-1090 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 Verfasser: Prof. Dr. Manfred Buth, Bataverweg 35, 22455 Hamburg

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, Vize-Präsident 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? Verfasser: Prof. Dr. Manfred Buth, Bataverweg 35, 22455 Hamburg

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, Klettgau-Gymnasium, 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 Binet-Formel 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? Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle

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 Hubble-Weltraumteleskop 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 LehrerausbildungVerfasser: 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 Verfasser: StD i. R. Rüdiger Fladt, Lieschingstraße 1, 72076 Tübingen

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 Wilhelms-Universität 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 SchülerversucheVerfasser: 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 Verfasser: Wolfgang Asselborn

Schleifen und Kurven am Himmel Verfasser: StR i. R. Arnold Zenkert, Seestraße 17, 14467 Potsdam

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 Verfasser: Prof. Dr. Hans-Joachim Wilke, Technische Universität Dresden, Didaktik der Physik, Mommsenstraße 13, 01062 Dresden

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 Chemie, Postfach 25 03, 26111 Oldenburg

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 Wilhelms-Universität 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 Waldshut-Tiengen

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)

Inhalt vom Heft 8 im Jahre 199750. Jahrgang, Heft 6, ISSN 0025-5866, 15. November 1997

50 Jahre MNU Verfasser: Wolfgang Asselborn

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 Minimax-Methode 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, Oswald-von-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 Fettfleck-Versuch 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? Verfasser: Prof. Dr. Bernd Ralle

Evolution von kooperativem Verhalten Verfasser: Dr. Michael Reck und Stefan Maier, Klettgau-Gymnasium, 79761 Waldshut-Tiengen

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-Franzens-Universität 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 Verfasser: StD i. R. Rüdiger Fladt, Lieschingstraße 1, 72076 Tübingen

Die geschickt durchgeführte Kristallisation von Kaliumchlorat kann sich zu einem sehenswerten Farbenspiel entwickeln.

Aufgaben für Mathematikzirkel der Mittelstufe


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 Compton-Effekt - 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 InternetVerfasser: 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 Physik-Leistungskurses 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 Pascal-Geraden kollinear liegen und dual dazu alle entstehenden unendlich vielen Brianchon-Geraden 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 Compton-Effekt - 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 Leuko-Triphenylmethanfarbstoffen 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 DenareVerfasser: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 SchulenVerfasser: 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 Birken-Honigsessen

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 anorganisch- organisch-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 ComputernutzungVerfasser: Heinz Schumann

Informationen

Neue Gefahren durch ParasitenVerfasser: 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 1996Verfasser: 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 GaseVerfasser: 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 RosengenetikVerfasser: 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

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