EINFÜHRUNG SINNSORIK KURZBESCHREIBUNG UND ZIELSETZUNG: 1. UNTERRICHTSEINHEIT (CA. 2 STUNDEN) DIDAKTISCHE UND METHODISCHE HINWEISE

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1 EINFÜHRUNG KURZBESCHREIBUNG UND ZIELSETZUNG: In diesem einführenden Modul wird fachübergreifend gearbeitet. Ziel ist es, eine Perspektivenbildung der SuS zu den Begriffen Sinne und Sensorik zu ermöglichen. Thematisch setzen sich die SuS mit der Aufnahme, Weiterleitung und Verarbeitung von Information in natürlichen Systemen und in der Technik gegenüberstellend und vergleichend auseinander. Sie erhalten einen ersten Überblick, wie Sinne und Sensoren unser derzeitiges und zukünftiges Leben mitbestimmen. Dauer: ca. 3 Unterrichtsstunden 1. UNTERRICHTSEINHEIT (CA. 2 STUNDEN) DIDAKTISCHE UND METHODISCHE HINWEISE Es bietet sich an, diese Unterrichtseinheit in einer Doppelstunde zu halten. Lernziele: Die SuS wissen, dass Sinneswelten artspezifisch sind. Die SuS erkennen, dass Sinne oft nur qualitative Ergebnisse liefern und sich auch täuschen lassen. Die SuS wissen, dass mithilfe von Sensoren Messgrößen objektiv und oft auch quantitativ erfasst werden können. Die SuS kennen Messgrößen/Reize, die der Mensch nicht durch eigene Sinne wahrnehmen kann. Die SuS erkennen, dass technische Sensoren häufig als Hilfsmittel des Menschen eingesetzt werden.

2 Ablaufvorschlag: Einstieg: Lerninhalte Medien Die SuS müssen mit verbundenen Augen durch Tasten und Riechen verschiedene Gegenstände identifizieren. Experiment; Materialien zum Tasten und Riechen Das Vorwissen zum Begriff Sinn in der Biologie wird aktiviert und auf dem Arbeitsblatt fixiert. AB 1 Teil A: Verschiedene Lebewesen haben verschiedene Sinnesausprägungen Die SuS schließen (z.b. in Partnerarbeit) aus den Stärken der Sinnesausprägungen auf ein dazu passendes Tier und erstellen ein Diagramm zu den Sinnesausprägungen des Menschen. Die Lebewesen sind an ihre Umwelt durch Evolution optimal angepasst. Teil B: Qualitative und subjektive Sinneswahrnehmung beim Menschen Zwei Schalen sind mit Wasser gleicher Temperatur gefüllt. Die SuS ordnen mit ihren Sinnen diese Schalen der Temperatur nach, wobei zuvor eine Hand in ein deutlich kälteres Wasserbad, die andere in ein deutlich wärmeres Wasserbad gehalten wird. Für die SuS haben die beiden Wasserbäder nicht die gleiche Temperatur, was der anschließenden Messung mittels eines Thermometers widerspricht. AB 2 Experiment; 4 Wasserschalen mit Wasser gefüllt (siehe unten) Mit dem objektiven, technischen Temperatursensor bestätigt sich, dass die Haut als Temperatursensor ein qualitatives und sogar lediglich subjektives Ergebnis liefert. Mithilfe von Sensoren, die dem Menschen als Hilfsmittel dienen (hier: Thermometer) können Messgrößen auch objektiv und in der Regel quantitativ erfasst werden. Definition Sensor Der Begriff Sensor wird definiert und auf dem Arbeitsblatt festgehalten. AB 1 Teil C: Es gibt Messgrößen/Reize, die der Mensch nicht durch eigene Sinne wahrnehmen kann Anhand des Bildes eines Sonnenbrands wird den SuS die Folge eines zu langen Sonnenbades vor Augen geführt. Die Problematik wird im Plenum diskutiert. Es gibt Messgrößen / Reize, die der Mensch nicht durch eigene Sinne wahrnehmen kann. Jedoch können technische Sensoren als Hilfsmittel des Menschen eingesetzt werden. Ein UV-Sensor wird demonstriert. An dieser Stelle können auch andere Sensoren vorgestellt werden, die Messgrößen wahrnehmen, welche der Mensch aufgrund fehlender Sinne selbst nicht wahrnehmen kann (z.b. Metalldetektoren). Folie, OHP, Experiment mit Sensor und Computer

3 Teil D: Informationsaufnahme und -verarbeitung in natürlichen und technischen Systemen Die Informationsaufnahme und -verarbeitung in natürlichen und technischen Systemen wird verglichen. AB 1 Sowohl bei natürlichen Sinnen als auch bei technischen Sensoren findet sich das Aufnahme-Verarbeitungs-Schema von Information. MATERIALIEN UND MEDIEN: Arbeitsblätter für das Portfolio: AB 1 Sensorik AB 2 Sinneswelten unter der Lupe Material für den Unterricht: 4 Wasserbecken (mit einmal kaltem, zweimal lauwarmem und einmal heißem Wasser) Temperatursensor Weitere Sensoren (z.b. UV-Sensor, Metalldetektor) Verschiedene Materialien zum Tasten und Riechen ERGÄNZENDE HINWEISE: Als UV-Sensor wurde ein Produkt der Firma Vernier zusammen mit dem Adapter Go Link und der kostenfreien Software Logger Lite desselben Herstellers verwendet. Mit diesen Produkten können die Daten am PC visualisiert werden. Links zu verwendeten Produkten: ( ) ( ) ( )

4 2. UNTERRICHTSEINHEIT (CA. 1 STUNDE) DIDAKTISCHE UND METHODISCHE HINWEISE Idealerweise wird diese Unterrichtseinheit in einer Schulstunde bearbeitet. Dafür ist es notwendig, dass die SuS an möglichst vielen Computerarbeitsplätzen im Internet recherchieren können. Lernziele: Die SuS erkennen, dass Sensoren - im Alltag eine große Rolle spielen ( Sensoren sind überall ). - helfen, den modernen Lebensstandard zu ermöglichen. - in direkter Weise z.b. der Sicherheit dienen und den Menschen unterstützen. Die SuS können verschiedene Sensoren und ihre Einsatzgebiete nennen. Ablaufvorschlag: Wiederholung Lerninhalte Medien Der Begriff Sensor wird wiederholt; bekannte Sensoren und ihre Anwendungsbereiche werden gesammelt. Motivation / Hinführung Gemeinsam wird überlegt, wie Sensoren im Alltag eine Rolle spielen. Recherchearbeit Die SuS werden in Kleingruppen eingeteilt. Der Alltag wird in verschiedene Bereiche gegliedert. Die Plakatschilder mit den genannten Bereichen werden an die Tafel geheftet. Die Gruppen recherchieren, welche Sensoren in dem ihnen jeweils zugewiesenen Bereich eingesetzt werden und ergänzen das Blankoformular Sensor mit einer Skizze und einer Beschreibung des gewählten Sensors. Computer mit Internetzugang; Plakatschilder; ZM 3a Präsentation der Ergebnisse im Plenum Verschiedenste Sensoren werden aus den unterschiedlichsten Bereichen der Lebenswelt der SuS vorgestellt. Diese werden zu einer Mind-Map an der Tafel angeordnet, welches die SuS auf dem ZM 3b ergänzen. Sensoren sind überall. Sie bestimmen unseren Alltag und ermöglichen unseren Lebensstandard, dienen oft direkt der Sicherheit und helfen, die Herausforderungen der Zukunft zu bewältigen. TA; Magnete; ZM 3b

5 MATERIALIEN UND MEDIEN: Arbeitsblatt für das Portfolio: AB 3 Sensoren sind überall Zusatzmaterial: ZM 3a Blankoformular Sensor ZM 3b Plakatschilder LITERATUR: Bonora, V. u.a. (1993): Natura 10. Jahrgangsstufe, Bayern. 1. Auflage, Ernst Klett Schulbuchverlag GmbH, Stuttgart. S. 8

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