SINUS Kongress Mit MINT in die Zukunft am Beschreibungen der Workshops und Vorträge

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1 1 SINUS Kongress Mit MINT in die Zukunft am Beschreibungen der Workshops und Vorträge Impulsvortrag V01 Michael Fritz, Lernexperte, Vorstandsvorsitzender der Stiftung Haus der kleinen Forscher Guido Scholz, Creos Lernideen&Beratung Michael Dopheide, Evonik Industries AG Fachleiter Ausbildung MINT macht mehr Ergebnisse der neurowissenschaftlichen Lernforschung Integration multimedialer Lerninhalte im Unterricht MINT Förderung ist mehr als dafür zu sorgen, dass Deutschland die Fachkräfte nicht ausgehen. Beim Forschen und Experimentieren erwerben und trainieren Kinder und Jugendliche entscheidende Basiskompetenzen für ihr Lernen und ihr Leben: sie lernen, sich und ihr Handeln bewusst zu steuern. Michael Fritz, Lernexperte aus dem ZNL Transferzentrum für Neurowissenschaften und Lernen an der Universität Ulm und seit Kurzem Vorstandsvorsitzender der Stiftung Haus der kleinen Forscher stellt Ergebnisse der neurowissenschaftlichen Lernforschung vor und verbindet sie mit Erfahrungen aus seiner langjährigen Praxis als Lehrer. Beim Eintritt in die Schule und auch bei den mit einem Schulwechsel verbundenen Übergängen in die Sekundarstufe I oder auch II lassen sich zunehmend unterschiedliche persönliche Voraussetzungen bei den Schülern beobachten. Aus diesen Unterschieden entsteht ein wachsender Bedarf an Individualisierung und Flexibilisierung des Bildungsprozesses, der nicht nur in den ersten Monaten hohe Anforderungen an das Lehrpersonal stellt, um auf eine Angleichung des Basiswissens hinzuwirken, sondern vielfach den Lernprozess über viele Jahre begleitet. Schülerinnen und Schüler müssen dabei befähigt werden, sich erforderliches Wissen auch selbstgesteuert und/oder kooperativ anzueignen, um einen individuellen Lern und Entwicklungsweg wirkungsvoll mitgestalten zu können. Im Vortrag werden einige multimediale Lerninhalte aus den Bereichen Chemie, Energie und Mathematik sowie deren mögliche Einbindung im Unterricht vorgestellt. Dies gelingt durch eine vielfältige Aufbereitung und Unterteilung der Lerninhalte in beispielsweise Manuskripte, Präsentationen, Quiz, Web Based Training, aber selbst praktische Sequenzen lassen sich gut durch multimediale Lerninhalte ergänzen.

2 2 V02 WS01I WS02N WS03P Michael Funke (Landeskoordinator der JuniorAkademie NRW) und Ludger Remus (Gymnasium Zum Altenforst) Dr. Thomas Kerschner, Otto Hahn Gymnasium Bergisch Gladbach Sonja Münch, Emil Fischer Gymnasium Euskirchen LRSD Norbert Stirba, Fachdezernent Physik, Bezirksregierung Düsseldorf Systematische Entwicklung eines MINT Schulprofils Einfache Beispiele aus der Schulpraxis zur Verknüpfung von Teilangeboten zu einem Gesamtkonzept Wettbewerb als Motivation?! Bionik ERLEBnisBAR Unterrichtsreihe im Rahmen der integrierten Naturwissenschaften in Klasse 5/6 Neues Konzept im Grundkurs Physik Im Vortrag werden verschiedene praxiserprobte Konzepte zur Förderung von Schülerinnen und Schülern in den MINT Fächern vorgestellt, die sich sehr leicht auch auf andere Schulen übertragen lassen. Im Rahmen eines Gesamtkonzeptes wird aufgezeigt, wie die verschiedenen Angebote miteinander verzahnt werden können. Dazu gehören der Aufbau einer Wettbewerbskultur, Ausbau von speziellen Unterrichtsangeboten und die Verzahnung von eigenen mit externen Projekten. Durch spezielle Angebote für Kinder der Grundschulen können besonders leistungsfähige und motivierte Schülerinnen und Schüler sehr frühzeitig an das eigene Gymnasium gebunden werden, was sich auch bei den Anmeldezahlen bemerkbar macht. Wir wollen im Vortrag auch vorstellen, wie wir auftretende Schwierigkeiten bei der Umsetzung lösen konnten. Kompetenzentwicklung im Bereich Roboterbau und Programmierung im Rahmen von Wettbewerben ein Konzept für den Wahlpflichtbereich oder Arbeitsgemeinschaften, vorgestellt zusammen mit Schülerinnen und Schülern der 8. und 9. Klassen. Bionik Lernen von der Natur! Alles nur geklaut? Jedes technische Problem ist in der Natur bereits gelöst. Man muss nur genau hinschauen. Wie setzen Wissenschaft und Forschung die gewonnen Erkenntnisse in die Technik um? An praktischen Beispielen werden einige der genialen Einfälle aus der Natur für den Unterricht der Sekundarstufe I vorgestellt und in kleinen Experimenten erforscht. Das Thema Bionik wird erlebbar im Rahmen des integrierten naturwissenschaftlichen Unterrichts. Es wird der neue Lehrplan Physik für die gymnasiale Oberstufe vorgestellt und insbesondere auf die Konzeption des Grundkurses Physik eingegangen. Die unterrichtliche Umsetzung der Konzeption soll im Vordergrund stehen.

3 3 WS04C WS05T Sebastian Zacharias und Laura Loibl, Einhard Gymnasium Aachen Dieter Ebbing und Mark Babic (Evonik Industries AG Ausbildung Nord) Nanochemie ein Beitrag zum neuen Kernlehrplan Chemie SII Werkstoffe Nanotechnologie ist aus unserem Alltag und der öffentlichen Diskussion nicht mehr wegzudenken und hat mit dem neuen Kernlehrplan SII Chemie auch Eingang in den Unterricht gefunden. Nanoteilchen unterscheiden sich von Festkörpern oder größeren Partikeln durch spezielle chemische und physikalische Eigenschaften, z. B. durch eine höhere chemische Reaktivität oder spezielle optische Eigenschaften. In diesem Workshop werden einfache Experimente zur Nanotechnologie vorgestellt, die sich besonders gut für den kompetenzorientierten Chemieunterricht in der Einführungsphase der gymnasialen Oberstufe eignen. Das Themenspektrum reicht von dem bekannten Lotuseffekt über einen Einsatz von chemisch synthetisierten Nanopartikeln in der Krebstherapie bis zur DSC Solarzelle. Werkstoffe erfahren Der Begriff Werkstoffe lässt sich aus den Worten Werken und Stoffe ableiten und steht letztendlich für alle festen Materialien, die in irgendeiner Form be oder verarbeitet werden können. Aufgrund der vielfältigen Anforderungen, die an moderne Werkstoffe gestellt werden, ist es für die Schüler immer wieder ein nachhaltiges Erlebnis die unterschiedlichen Eigenschaften auch durch das eigene Bearbeiten selbst erfahren zu können. So unterscheiden sich metallische Werkstoffe in ihrer Zähigkeit und Härte deutlich von Kunststoffen, die Flexibilität und Elastizität aufweisen können. Die Kombination unterschiedlicher Ausgangsmaterialien führt dann zu den technisch hochentwickelten Verbundwerkstoffen, die durch Kombination unterschiedlicher Materialien sehr spezifische Eigenschaften aufweisen können. Im Workshop können Lehrerinnen und Lehrer Experimente bzw. Arbeitstechniken selbst ausprobieren. Diese Untersuchungsmethoden und Experimente können sowohl im Unterricht als auch im Rahmen von Projekttagen eingesetzt werden.

4 4 WS06T Simone König (Leitung Genius die junge WissensCommunity von Daimler) Mit Genius Neugier wecken für Innovationen Verbrennungsmotor, Elektroantrieb, Brennstoffzelle Antriebstechnik für die Sekundarstufe I Genius Die junge WissensCommunity von Daimler möchte Kinder und Jugendliche für technische Themen begeistern. Denn die Begeisterung für Naturwissenschaft und Technik ist nicht nur der Schlüssel zur erfolgreichen Gestaltung unserer Umwelt und Wirtschaft, sie eröffnet der nächsten Generation auch hervorragende berufliche Perspektiven. Wissen ist die wichtigste Ressource in Deutschland. Deshalb möchte Genius mit einem spannenden Wissenstransfer junge Menschen ansprechen und begeistern. In Kinderführungen, Workshops und Wissensausstellungen weckt Genius die Neugier der Kinder und Jugendlichen an naturwissenschaftlichen und technischen Themen. Sie ist der Motor, den Dingen auf den Grund zu gehen und neue Ideen zu entwickeln. So entsteht echte Zukunftsfähigkeit für den Technologiestandort Deutschland. Wie sieht die Mobilität der Zukunft in Deutschland und weltweit aus? Moderne Technologien, Energie und Kraftstoffe diese Themen bieten jede Menge Inhalt für einen interessanten und praxisnahen Unterricht. Mit dem Arbeitsheft Antriebstechnik werden Schülerinnen und Schüler an naturwissenschaftliche und technische Zusammenhänge herangeführt und erhalten Einblicke in die Fahrzeugtechnologie. Lernen Sie Genius und die Unterrichtsmaterialien rund um Verbrennungsmotoren, Elektroantriebe und Brennstoffzellen in unserem Workshop kennen und nehmen Sie spannende Impulse mit. Weitere Informationen zu Genius, den Angeboten für Schülerinnen und Schüler sowie den Unterrichtsmaterialien und Lehrerfortbildungen finden Sie auf community.com

5 5 WS07B WS08C Dr. Silke Groß (Kompetenzteam Düsseldorf) und Gabriele Gräbe (Kompetenzteam Wuppertal) Gregor von Borstel, Alexander von Humboldt Gymnasium Bornheim Wenn Zellen die Kontrolle verlieren Eine Unterrichtsreihe zur Umsetzung des neuen Kernlehrplans Biologie SII Lebensnaher Chemieunterricht Der neue Kernlehrplan Biologie SII macht das Thema Tumorgene innerhalb des Schwerpunkts Genregulation für den Unterricht in der SII verbindlich. Im Rahmen des Workshops wird zu diesem Thema eine kompetenzorientierte Unterrichtsreihe vorgestellt. Nach einem fachwissenschaftlichen Einblick in die Zusammenhänge Signaltransduktion Regulation des Zellzyklus Tumorentstehung werden kontextorientierte und in Teilen binnendifferenzierende Unterrichtsmaterialien vorgestellt, mit deren Hilfe die Schülerinnen und Schüler die entsprechenden Zusammenhänge am Beispiel der Tumorgene Ras und p53 erarbeiten können. Mit diesen Materialien können die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Workshops selber arbeiten. Mit Experimenten Begeisterung wecken... diese Devise von Lebensnaher Chemieunterricht startet bereits in Kindergarten und Vorschule. Idealerweise sollte das eigene Erfahren aber nicht in der Schule enden, sondern ausgebaut werden. Seit mehreren Jahren veröffentlicht das LNCU Team Materialien und Ideen, wie die in den Bildungsstandards beschriebenen Kompetenzbereiche im Chemieunterricht vermittelt werden können. Im Vordergrund stehen stets die Fachinhalte, die an vorhandenes Wissen und Können anknüpfen sowie neues Wissen und Können ermöglichen sollen. Dabei können lebensnahe Inhalte sowie eine Vielfalt offener Unterrichtsmethoden bei der Umsetzung der Lernziele helfen. Die vorgestellten Materialien verstehen sich als Anregung für die Integration von experimentellem Arbeiten im Schulunterricht. Sie sind in verschiedenen Schulformen erprobt und können an die jeweilige Unterrichtssituation und das Schülerklientel angepasst werden. Sie sind nach Unterrichtsmethoden geordnet, die einen abwechslungsreichen Chemieunterricht ermöglichen. Unterstützend wirken dabei kreative, eigenständige und gefahrenarme Experimente. In vielen dieser Experimente wird der Einsatz von Medizintechnik im Chemieunterricht mit einem umfassenden Unterrichtskonzept (ChemZ) verknüpft. Inhaltlich sind die Module angelehnt an die Inhaltsfelder der Kernlehrpläne Chemie NRW.

6 6 WS09B Dr. Barbara Busert, Kompetenzteam Bergischer Kreis Kompetenzorientierte Umsetzung des Themas Epigenetik Ziel ist es, einen Einblick in die Epigenetik und in die im neuen KLP Biologie SII konkretisierten Kompetenzerwartung zu epigenetischen Modellen zur Regelung des Zellstoffwechsels zu geben. Das Thema Epigenetik war im früheren Lehrplan der gymnasialen Oberstufe nicht vorgesehen. WS10P Georg Heinrichs (KT Mönchengladbach), Dr. Christian Burisch (KT Essen) Antimaterie im Unterricht Nach Vorstellung der wichtigsten epigenetischen Mechanismen werden mit Hilfe von diversen Materialien Vorschläge entwickelt, wie die Umsetzung im Unterricht erfolgen kann. Abschließend wird ein exemplarischer Stundenentwurf zum Thema Analyse und Diagnostik des Prader Willi Syndroms im Rahmen einer genetischen Beratung vorgestellt und anhand dessen vorgestellt, wie konkretisierte Kompetenzerwartungen ineinander greifen können. Nach den neuen Physik Lehrplänen für die SII wird die Behandlung von Aspekten der modernen Elementarteilchenphysik verbindlich. Dieser Workshop behandelt das Thema Antimaterie. Im ersten Teil folgen wir den Ideen von Professor R. Landua vom CERN: Ausgehend von packenden Videosequenzen aus dem Film Illuminati (Angles & Demons), in dem es um eine Antimateriebombe geht, werden die folgenden Fragen behandelt: Was ist Antimaterie? Wo und wie wird Antimaterie hergestellt? Antimaterie als Energiequelle oder Bombe? Im zweiten Teil wird ein Experiment beschrieben, mit dem man im Unterricht Antimaterie nachweisen kann. Hierbei wird auch auf die erkenntnistheoretischen Aspekte moderner Teilchenforschung eingegangen: Wie kann man Positronen überhaupt nachweisen? Wie kann man die Energien von hochenergetischen Photonen messen? Im dritten Teil zeigen wir exemplarisch, warum Antimaterie so intensiv erforscht wird. Wir stellen aktuelle Fragen vor und geben Beispiele für Anwendungen von Antimaterie in der Medizin an.

7 7 WS11C Manuela Raida (ZfsL Engelskirchen), Martin Sina (Abtei Gymnasium Brauweiler) Alles Plastik? Kleidung aus Kunststoffen Eine Unterrichtsreihe für den neuen Kernlehrplan Chemie SII Die Arbeitsgruppe Chemie im Kontext im Kölner Modell hat in den letzten Jahren eine Unterrichtsreihe für die Sekundarstufe II entwickelt, die am Kontext Kleidung das Inhaltsfeld 4: Organische Produkte Werkstoffe und Farbstoffe bis auf die spezifischen Kompetenzen zum Inhalt Farbstoffe zu erreichen ermöglicht. Die Reihe ist komplett mit schüleraktivierenden Materialien, die zum selbstständigen Erarbeiten von komplexen Themen anregen, und einer Vielzahl von Schülerversuchen ausgearbeitet und erprobt. Im Workshop wird die Reihe vorgestellt und an einem ausgewählten Praxisbeispiel im Experiment vorgestellt. Dabei werden die methodische und fachliche Konzeption der Reihe und die Verknüpfung der verschiedenen Kompetenzbereiche in den angebotenen Unterrichtsmaterialien vorgestellt.