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Fortbildungsteil 1 - Wirkung von Neurotoxinen aus Pflanzenschutzmitteln auf den Wasserfloh Daphnia magna

Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ist, v.a. mit Blick auf nachhaltige Entwicklung, ein aktuelles und hoch relevantes Forschungsthema. Das Daphnien-Experiment gibt einen Einblick in die Ökotoxikologie als wichtige Forschungsdisziplin in diesem Bereich. Es kann in den Inhaltsfeldern Ökologie und/oder Neurobiologie eingesetzt werden und eignet sich besonders für die Sekundarstufe II, mit entsprechenden Anpassungen auch für die Sekundarstufe I. Die Fortbildung zeigt, wie digitale Werkzeuge bei der Umsetzung dieser spezifischen Thematik integriert werden können, und gibt zudem Impulse für die Übertragung der Fortbildungsinhalte auf andere Experimente bzw. Fachinhalte.

Schwerpunktthemen der Fortbildung:

• fachlicher Hintergrund und praktische Durchführung des Experiments

• Kombinationsmöglichkeiten digitaler und analoger Elemente beim Experimentieren mit biologischen Originalen

• Experimentieren in einer virtuellen Lernumgebung

• Einsatz von (mikroskopischen) Videos als fachmethodisches Werkzeug im Unterricht

• Nutzung von Excel zur (kollaborativen) Messwerterfassung und -auswertung

Die Fortbildung besteht aus zwei Teilen: Der erste Fortbildungsteil findet digital statt. Hier wird ein virtuelles Lernmodul zum Daphnien-Experiment durchgeführt, diskutiert und fachlich eingeordnet. Der zweite Fortbildungsteil wird als Präsenzveranstaltung ausgerichtet. Hier wird das reale Experiment durchgeführt und im Hinblick auf den Einsatz im Unterricht reflektiert.

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Physical Computing im MINT-Unterricht – senseBox Grundlagenworkshop

Die Re:edu GmbH & Co. KG ist ein StartUp aus Münster, das Lösungen für Bildung, Forschung, Nachhaltigkeit und Beteiligung - digital und offen - für alle Menschen anbietet. Unter anderem ist es Entwickler und Hersteller der Open-Source-Wetterstation senseBox (https://sensebox.de/). Das an der Universität Münster entstandene Produkt gibt es als senseBox:home - eine stationäre DIY-Wetterstation, und als senseBox:edu - ein Hardware-Set, das in Universitäten und Schulen eingesetzt wird. Dabei steht vor allem das eigenständige Bauen einer Wetterstation, die Umsetzung vieler weiterer Projekte aus dem MINT-Bereich sowie die Programmierung über die grafische Programmieroberfläche 'Blockly für senseBox' im Vordergrund. Beide Sets bestehen aus einem Mikrocontroller, verschiedenen Sensoren (z.B. Temperatur, Luftdruck, Luftqualität etc.) und einem Gateway (z.B. WiFi, LoRaWan etc.). Letzteres dient dem Teilen der erhobenen Messwerte auf der openSenseMap, einer offenen Umweltdatenplattform für jedermann. Im Workshop werden die Teilnehmenden auf den Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht vorbereitet, indem nach einem theoretischen Input zur Vorstellung des senseBox-Ökosystems das eigenständige projektbasierte Arbeiten mit der Hardware und Software fokussiert wird.

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Fortbildungsteil 2 - Wirkung von Neurotoxinen aus Pflanzenschutzmitteln auf den Wasserfloh Daphnia magna

Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ist, v.a. mit Blick auf nachhaltige Entwicklung, ein aktuelles und hoch relevantes Forschungsthema. Das Daphnien-Experiment gibt einen Einblick in die Ökotoxikologie als wichtige Forschungsdisziplin in diesem Bereich. Es kann in den Inhaltsfeldern Ökologie und/oder Neurobiologie eingesetzt werden und eignet sich besonders für die Sekundarstufe II, mit entsprechenden Anpassungen auch für die Sekundarstufe I. Die Fortbildung zeigt, wie digitale Werkzeuge bei der Umsetzung dieser spezifischen Thematik integriert werden können, und gibt zudem Impulse für die Übertragung der Fortbildungsinhalte auf andere Experimente bzw. Fachinhalte.

Schwerpunktthemen der Fortbildung:

• fachlicher Hintergrund und praktische Durchführung des Experiments

• Kombinationsmöglichkeiten digitaler und analoger Elemente beim Experimentieren mit biologischen Originalen

• Experimentieren in einer virtuellen Lernumgebung

• Einsatz von (mikroskopischen) Videos als fachmethodisches Werkzeug im Unterricht

• Nutzung von Excel zur (kollaborativen) Messwerterfassung und -auswertung

Die Fortbildung besteht aus zwei Teilen: Der erste Fortbildungsteil findet digital statt. Hier wird ein virtuelles Lernmodul zum Daphnien-Experiment durchgeführt, diskutiert und fachlich eingeordnet. Der zweite Fortbildungsteil wird als Präsenzveranstaltung ausgerichtet. Hier wird das reale Experiment durchgeführt und im Hinblick auf den Einsatz im Unterricht reflektiert.

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Lehrer:innenfortbildung Quantum Computing @ School

Quantencomputer versprechen herausragende Leistung für bestimmte Probleme, die für heutige Computer als unlösbar gelten. Zwei Technologien, der gatterbasierte Quantencomputer und der Quantenannealer, haben sich in den letzten Jahrzehnten etabliert und erreichen ein immer größer werdendes, öffentliches Interesse. Wie funktioniert nun ein Quantencomputer? Welche Kenntnisse benötigt man, um selbst Programme für eine solche Maschine zu entwickeln und was kann der Quantencomputer eigentlich? In dem angebotenen Workshop werden die Teilnehmer zuerst mit der Technologie heutiger Quantencomputer vertraut gemacht. Dazu werden die wichtigsten Grundlagen der Quantenphysik, die das Verständnis der Funktionsweise eines Quantencomputer erleichtern, anschaulich und formelfrei erklärt. Es folgen Hands-On Beispiele, bei denen selbst auf real existierenden Quantencomputern gearbeitet werden kann. Dazu wird mit den Teilnehmern im Kurs der Zugang zu einem gatterbasierten Quantencomputer von IBM und einem Quantenannealer von D-Wave eingerichtet. Die Thematik Quantum Computing eignet sich auch für Schülerprojekte z.B. im Rahmen von Jugend forscht. Wir stellen das Projekt "Lösung des n-Damenproblems auf einem adiabatischen Quantencomputer" aus dem Schuljahr 2018/19, das erfolgreich bei Jugend forscht abgeschnitten hat.

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Gravitationswellen-Astronomie DPG-Lehrerfortbildung | Beitrag zum Wissenschaftsjahr "Unser Universum"

DPG-Lehrerfortbildung: Gravitationswellen-Astronomie

Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze (U Jena), Prof. Dr. Andreas Malmendier (Utah State University), Dr. Frank Ohme (MPI für Gravitationsphysik, Hannover), Dr. Gudrun Wanner (MPI für Gravitationsphysik, Hannover) 

im Physikzentrum Bad Honnef
26. bis 30. Juni 2023

Der direkte Nachweis von Gravitationswellen ist das Ziel großer internationaler Detektor-Kollaborationen wie LIGO, GEO600 und Virgo. 
Die Gravitationswellen-Teleskope sind riesige Michelson-Interferometer, bei denen die modernsten Erkenntnisse der Quantenoptik Anwendung finden.
Das LIGO-Konsortium hat zum ersten Mal im September 2015 direkt Gravitationswellen von zwei kollidierenden Schwarzen Löchern nachweisen können. Im Jahr 2017 wurden Barry Barish, Kip Thorne and Rainer Weiss dafür mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet.

Indirekte Beweise für die Existenz von Gravitationswellen ergaben sich allerdings schon in den Achtziger Jahren durch die Beobachtung eines Doppelpulsars. Theoretisch vorhergesagte Abstrahlungsverluste durch Gravitationswellen müssen eine Verringerung des Abstandes beider Sterne zur Folge haben, was wiederum deren Umlaufdauer reduzieren sollte. Diese Verringerung der Orbitalperiode konnte tatsächlich durch radioastronomische Beobachtungen bestätigt werden, wofür schon 1993 Joseph Taylor und Russell Hulse mit dem Nobelpreis geehrt wurden.

Die Gravitationswellen-Astronomie bietet auch aus pädagogisch-didaktischer Sicht viel. Fundamentale Theorien der Physik wie Mechanik, Optik, Wellentheorie, Relativitätstheorie und Astronomie verbinden sich hier mit Datenanalyse und einer Vielzahl von Simulationen, Projekten und Lehrplänen, die online zur Verfügung stehen und die Behandlung von Gravitationswellen-Astronomie als multimediales und interaktives Lernprojekt fördern können.

In den Vorträgen und Workshops sollen einige wichtige Konzepte aller Facetten der Gravitationswellen-Astronomie herausgearbeitet und Ideen und Anregungen für den Physikunterricht entwickelt werden. Wir wollen insbesondere fragen, welche neuen astronomischen Erkenntnisse wir den ersten Jahren der direkten Beobachtung von Gravitationswellen verdanken und welche Pläne für den Bau neuer Detektoren es gibt. Auch historische Aspekte sollen eine Rolle spielen.

Die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung hat ein Förderprogramm ins Leben gerufen, um aktiven Lehrkräften und Lehramtsanwärtern die Teilnahme an den Fortbildungen zu erleichtern. Die folgenden Teilnehmergruppen können finanziell bezuschusst werden:

• Referendare und Lehramtsstudierende: Komplette Erstattung der Kosten für Übernachtung und Verpflegung!
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst und DPG Mitglieder: Zuschuss bis 60% der Kosten.
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst, keine DPG Mitglieder: Zuschuss bis 25% der Kosten.

DPG Kurse sind auch für Nichtmitglieder offen. Infos zur DPG-Mitgliedschaft: https://www.dpg-physik.de/ueber-uns/mitgliedschaft/

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LERNEN.cloud-Forum 2023: Wie begeistere ich meine Schüler:innen für MINT? Digital – Interaktiv – Kreativ

Mit einem speziellen Fokus auf den MINT-Bereich möchten wir mit Ihnen auf dem diesjährigen LERNEN.cloud-Forum vom 11.07.-12.07.2023 als Präsenzveranstaltung am Hasso-Plattner-Institut (HPI) in Potsdam herausarbeiten, wie innovative Lehrkonzepte mit digitalen Medien für diese Fächer aussehen, damit nicht nur ein anregender Unterricht gewährleistet ist, sondern gleichzeitig auch Interaktivität, Kreativität und Diversität gefördert werden.

In den letzten Jahren ist der Einsatz digitaler Medien im Schulunterricht weitestgehend fester Bestandteil des Lehr- und Lernprozesses geworden. Damit geht eine Neugestaltung des Unterrichts einher, die gleichermaßen den veränderten Lerngewohnheiten der Schüler:innen Rechnung trägt. Der Fokus liegt dabei weniger auf der konzentrierten Lern-, sondern vor allem auf der Erprobungs- und Festigungsphase. Wie lassen sich unter diesen veränderten Rahmenbedingungen nun digitale Medien im Unterricht sinnvoll einsetzen? Wie erfolgt die zielgerichtete Verbindung von digitaler und analoger Lernumgebung? Wie sehen darauf aufbauend innovative Unterrichtskonzepte mit digitalen Medien aus, die gleichzeitig Kreativität und Diversität fördern

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Physical Computing im MINT-Unterricht – senseBox Grundlagenworkshop

Die Re:edu GmbH & Co. KG ist ein StartUp aus Münster, das Lösungen für Bildung, Forschung, Nachhaltigkeit und Beteiligung - digital und offen - für alle Menschen anbietet. Unter anderem ist es Entwickler und Hersteller der Open-Source-Wetterstation senseBox (https://sensebox.de/). Das an der Universität Münster entstandene Produkt gibt es als senseBox:home - eine stationäre DIY-Wetterstation, und als senseBox:edu - ein Hardware-Set, das in Universitäten und Schulen eingesetzt wird. Dabei steht vor allem das eigenständige Bauen einer Wetterstation, die Umsetzung vieler weiterer Projekte aus dem MINT-Bereich sowie die Programmierung über die grafische Programmieroberfläche 'Blockly für senseBox' im Vordergrund. Beide Sets bestehen aus einem Mikrocontroller, verschiedenen Sensoren (z.B. Temperatur, Luftdruck, Luftqualität etc.) und einem Gateway (z.B. WiFi, LoRaWan etc.). Letzteres dient dem Teilen der erhobenen Messwerte auf der openSenseMap, einer offenen Umweltdatenplattform für jedermann. Im Workshop werden die Teilnehmenden auf den Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht vorbereitet, indem nach einem theoretischen Input zur Vorstellung des senseBox-Ökosystems das eigenständige projektbasierte Arbeiten mit der Hardware und Software fokussiert wird.

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Fachpädagoge / -pädagogin für Dyskalkulie und Rechenschwäche

Diese Fortbildung befähigt sie dazu, die Problemfelder Dyskalkulie und Rechenschwäche aus einem pädagogischen anstatt aus einem therapeutischen Blickwinkel heraus zu betrachten. Durch unser einzigartiges Konzept zur Fehlersensibilisierung erfahren sie selbst, vor welchen Hürden rechenschwache Kinder und Jugendliche beim Zählen- und Rechnenlernen stehen. Praxisnah und handlungsorientiert führt sie die Fortbildung an die Handlungsfelder Diagnose, pädagogische Intervention und individuelle Förderung heran. Vor allem auf das Kennenlernen der gängigen standardisierten Rechentests und auf das Erlernen von Techniken zur Differntialdiagnose legen wir großen Wert. Außerdem erläutern wir Ihnen anhand vieler praktischer Beispiele die Wirksamtkeit von Förderkonzepten, die nicht nur auf den Einzelfall des jeweils von Dyskalkuie oder Rechenschwäche betroffenen Schülers abzielen, sondern individuelle Förderung immer in den Gesamtrahmen des Mathematikunterrichts einer Klasse oder einer Jahrgangsstufe einbetten. Zur Einübung der Berufspraxis erstellen Sie eine Projektarbeit zu einem konkreten Fall aus Ihrer praktischen Arbeit. Das kann die Bearbeitung eines Einzelfalls mithilfe eines pädagogischen Handlungsplans sein, aber auch die Einführung eines Test- und Förderkonzepts an ihrer Schule. In einem abschließenden Online-Seminar werden die Ergebnisse ihrer Projektarbeit in der Gruppe kontextualisiert und evaluiert. Nach Abschluss der Fortbildung können Sie an Ihrer Einrichtung als Beauftragter für Dyskalkulie und Rechenschwäche eingesetzt werden, sie können Testungen durchführen, Förderkonzepte erstellen und sie können ihrem Kollegium als Multiplikatorin bzw. als Multiplikator bei allen Fragen bezüglich Dyskalkulie und Rechenschwäche beratend zur Seite stehen.

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Differenzierung im Mathematikunterricht in der Grundschule

Lernende in einer Klasse haben unterschiedliche Bedürfnisse beim Lernen sowie Stärken und Schwächen. Um auf diese im Unterricht eingehen zu können, sind Methoden der Binnendifferenzierung gefragt. Dafür ist bei der Unterrichtsplanung kein Riesenaufwand oder ein Stapel von ausdifferenzierten Arbeitsblättern erforderlich! in diesem Seminar erfahren Sie, wie Sie mit kleinen methodischen Kniffen und gezielter Unterstützung viel erreichen können.
1. Session: 
- Theoretischer Input
- Vorstellung von Methoden zur Differenzierung, die speziell im Mathematikunterricht in der Grundschule umsetzbar sind
- Arbeitsauftrag für die Zwischenphase bis zum nächsten Seminartermin
2. Session:
- Rückmeldung aus dem Unterricht
- Optimierung der Methoden
- Weitere Planungen für den Unterricht

Mit folgendem Link erhalten Sie Zugriff zu der Veranstaltung: https://www.friedrich-verlag.de/shop/differenzierung-im-mathematikunterricht-in-der-grundschule-d30013

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"Strukturen molekularer Maschinen bestimmen- Krankheiten verstehen" Labor trifft Lehrer*in-digital!

Den dreidimensionalen Aufbau von Proteinen zu analysieren, ist eine essentielle Disziplin in der Molekularbiologie. Dabei spielt die Röntgenstrukturanalyse eine besonders wichtige Rolle. In der Fortbildung erklären wir Ihnen, warum die Kristalle, Strahlen und die Hilfe von Bakterien ausschlaggebend für die Bestimmung der Proteinstruktur sind. Nach einer kurzen Einführung und einem virtuellen Rundgang durch unsere Labore sehen Sie am Beispiel eines Motorproteins, das gegen das Grippevirus aktiv ist, warum die Struktur solch molekularer Maschinen eng an deren Funktion gekoppelt ist und was wir daraus für das Verständnis von Krankheiten lernen können.


Labor trifft Lehrer*in ermöglicht es Lehrkräften, in die aktuelle Forschung am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) einzutauchen. Das Programm existiert seit 2011 und findet seit 2020 digital statt. Es umfasst Themen wie Stammzellen, die "Genschere" CRISPR/Cas, Künstliche Intelligenz in der Medizin oder Immunantworten auf Krebs und verbindet Kerninhalte der Lehrpläne mit dem neuesten Stand der Forschung. MDC-Wissenschaftler*innen präsentieren ihre Forschung und beantworten anschließend Fragen. In den Fortbildungen erwerben Lehrkräfte neues Fachwissen und frischen ihre Kenntnisse auf. Sie erhalten neue Anregungen für den Unterricht, knüpfen Kontakte und sind bestens über die derzeitige Forschung informiert. Zudem erhalten sie Einblicke in den Forschungsbetrieb und seine Berufsbilder, die sie mit in die Schule nehmen können. 
 

Die Veranstaltung findet in der Regel zweimal monatlich am Mittwochnachmittag von 16-17:30 Uhr statt und ist für Teilnehmende kostenlos. Nach Abschluss jedes Fortbildungstermins werden die Teilnehmenden per Umfrage um Feedback gebeten, um u.a. Verständlichkeit und didaktische Aufbereitung oder die inhaltliche Relevanz des Themas für den Schulunterricht zu bewerten. Die Rückmeldungen sind dabei ein unverzichtbares Element zur ständigen Evaluation der Inhalte und Methoden des Fortbildungsprogramms, damit diese sich an den Interessen und Bedürfnissen der Lehrkräfte ausrichtet.

Die Kurse sind von der Berliner Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie sowie dem Brandenburgischen Ministerium für Bildung, Jugend und Sport als Fortbildungen anerkannt.