Curiosity Labs™
Lernothek
Nachfolgend finden Sie unsere aktuell angebotenen Lerneinheiten. Weitere Lerneinheiten folgen in Kürze!
Biologische Therapien
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Was sind biologische Therapien?
- Wie werden biologische Therapien zur Behandlung verschiedener Krankheiten und gesundheitlicher Beeinträchtigungen eingesetzt?
- Wie werden verschiedene Medikamente entwickelt?
Themenpalette
Medikamentenherstellung
Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Lerneinheit erhalten die Teilnehmenden eine Einführung in biologische Therapien, die zur Behandlung verschiedenster Krankheiten und gesundheitlicher Beeinträchtigungen eingesetzt werden. Im Mittelpunkt der Lektion steht insbesondere der Entwicklungsprozess dieser Therapien. Anhand einer Vorführung, die den Prozess bis zur Herstellung (Upstream) veranschaulicht, und einer praktischen Übung mit Bezug zum Prozess, der sich an die Herstellung anschließt (Upstream), lernen die Schüler die Produktentwicklung kennen. Auf diese Weise lernen sie, dass es viele verschiedene Therapieformen gibt, die jedoch alle ähnliche Entwicklungsphasen durchlaufen – mit dem Ziel, schneller sichere und bezahlbare Medikamente herzustellen.
Chemilumineszenz
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Warum leuchtet ein Leuchtstab, wenn man ihn bricht?
Themenpalette
Energie, Energieübertragung, Chemische Reaktionen, Struktur und Eigenschaften von Materie, Wissenschaftliche Instrumente und Messungen
Zusammenfassung
In dieser Unterrichtseinheit erfahren die Teilnehmenden, wie Materie physikalisch und chemisch verändert werden kann und wie wir nachweisen können, ob eine chemische Veränderung stattgefunden hat. Den Teilnehmenden wird ein Beweismittel für eine chemische Veränderung gezeigt: die Emission von Licht, auch Lumineszenz genannt. Bei der Chemilumineszenz handelt es sich um eine Art von Lumineszenz, die in der Praxis vielfach angewendet wird, zum Beispiel in Leuchtstäben und in der forensischen Analyse.
DNA
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Was ist DNA?
- Welche Rolle spielt DNA bei der Vererbung von Merkmalen von einer Generation zur nächsten?
Themenpalette
Pflanzenwissenschaft, Zellen, DNA, Molekulare Grundlagen der Vererbung
Zusammenfassung
Die DNA-basierte Wissenschaft wird jeden Tag in unserer Welt angewendet. Kriminaltechnische Labors untersuchen DNA-basierte Beweismittel, Landwirte verwenden genetisch verändertes Saatgut und Ärzte nutzen DNA-Marker, um neue Behandlungsmethoden für Krankheiten zu entwickeln. Jeder hat schon davon gehört, jeder hat sie, aber was ist DNA eigentlich? In dieser Unterrichtseinheit lernen die Teilnehmenden etwas über die Struktur und Funktion der DNA.
Farbstoffe entwickeln
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Wie wurden im Laufe der Zeit und in verschiedenen Kulturen unterschiedliche Färbeverfahren zur Herstellung bunter Kleidungsstücke eingesetzt?
- Wie können umweltverträglichere Farbstoffe hergestellt werden?
- Wie lassen sich Farbstoffe gestalten, damit die Verschmutzung von Gewässern vermieden wird?
Themenpalette
Entwicklung sichererer Produkte für Mensch und Umwelt
Zusammenfassung
Diese Lernaktivität vermittelt den Teilnehmenden ein Verständnis für die Umweltauswirkungen gängiger Färbeverfahren, und zwar insbesondere für die negativen Auswirkungen synthetischer Farbstoffe auf Gewässer. Die Teilnehmenden entwickeln Farbstoffe, die ihre Farbe in Abhängigkeit vom pH-Wert des Färbebades verändern. Sie lernen das Färben mit traditionellen, synthetischen und umweltfreundlichen Methoden kennen. So wird ihnen vor Augen geführt, dass es beim Kleidungskauf schon jetzt nachhaltigere und umweltfreundlichere Alternativen gibt, welche die negativen Auswirkungen der Modebranche auf die Umwelt reduzieren können.
Geschmacks- und Duftstoffe
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Woher bekommen Produkte ihren Geruch?
- Was ist Geschmack?
- Wie schmecken und riechen wir?
- Welchen Einfluss hat die Struktur von Geschmacks- und Duftchemikalien auf ihre Funktion?
- Wie entwickeln Geschmacks- und Duftwissenschaftler einen unverwechselbaren Duft für einen speziellen Verwendungszweck?
Themenpalette
Informationsverarbeitung, Struktur und Eigenschaften von Materie, Konstruktionsprobleme erkennen und abgrenzen
Zusammenfassung
In dieser Lerneinheit erfahren die Teilnehmenden, dass Menschen mehr als zehntausend verschiedene Gerüche erkennen können. Die Teilnehmenden üben die Geruchserkennung, indem sie an Duftstäbchen mit verschiedenen Chemikalien riechen. Anschließend erfahren sie, wie ihr Körper Gerüche erkennt und deutet. Dabei liegt das Hauptaugenmerk darauf, wie die Struktur der Chemikalie in ihrer Reaktion mit den menschlichen Sinneszellen den einzigartigen Geschmack oder Duft hervorruft. Dann nutzen die Teilnehmenden die Erkenntnisse aus ihren ersten Untersuchungen zu unterschiedlichen Gerüchen, um einen eigenen, einzigartigen Duft für einen bestimmten Zweck zu kreieren. Sie stellen der Klasse ihren Duft vor und erklären, wie er heißt, wie sie ihn entwickelt haben, bei welchem Produkt er verwendet würde, wer ihre Zielgruppe ist und was das Produkt kosten würde.
Nachweisen von Krankheitserregern
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Wie verbreiten sich Krankheiten und wie lässt sich dem vorbeugen?
- Welche Rolle spielt die Verunreinigung von Oberflächen bei der Ausbreitung von Krankheiten?
Themenpalette
Angewandte Wissenschaften, die Ausbreitung von Krankheiten eindämmen
Zusammenfassung
Diese Lerneinheit bringt den Teilnehmenden die Welt der angewandten Wissenschaften näher. Die angewandten Wissenschaften beschäftigen sich damit, wie wissenschaftliche Erkenntnisse für praktische Zwecke angewendet werden können, zum Beispiel zur Unterstützung von Unternehmen und Kunden. In dieser Lektion lernen die Teilnehmenden anhand eines Modells, wie sich Krankheiten durch Oberflächenkontamination ausbreiten und wie sie die Ausbreitung von Keimen in der Schule mit wissenschaftlichen Methoden beobachten können. Anhand des Gelernten werden sie erklären können, warum der Schulbetrieb in einem Schulbezirk im US-Bundesstaat Colorado wegen eines Norovirus-Ausbruchs eingestellt werden musste. Sie werden verstehen, dass Mikroorganismen wie Bakterien und Viren Krankheitsausbrüche verursachen können, da sie sich leicht ausbreiten können, wenn infizierte Personen verschiedene Oberflächen anfassen. Richtiges Händewaschen ist dabei besonders wichtig, weil es die Ausbreitung dieser Keime um uns herum verhindern kann.
Graphen
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Wie wird Energie in einem Stromkreis von chemischer potenzieller Energie zu Lichtenergie umgewandelt?
- Wie können die Eigenschaften von Graphit zum Bilden eines Stromkreises genutzt werden?
- Welche potenziellen und aktuellen Möglichkeiten zur Nutzung von Graphen gibt es?
Themenpalette
Naturwissenschaft, Werkstoffkunde elektrische Schaltkreise, Eigenschaften der Materie
Zusammenfassung
In der Wissenschaft und Technologie schreitet die Innovation in schnellem Tempo voran. Ingenieure und Materialwissenschaftler arbeiten daran, neue Materialien zu entdecken oder neue Wege zu finden, existierende Materialien zu nutzen. In diesem Labor erkunden die Teilnehmenden die Eigenschaften von Graphen und lernen über die aktuellen und potenziellen zukünftigen Nutzungsmöglichkeiten dieses Materials.
Grüne Chemie
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Wie lässt sich ein hochwertiger Klebstoff herstellen, der für Mensch und Umwelt sicher ist?
- Wie lassen sich die 12 Prinzipien der Grünen Chemie für die Produktentwicklung nutzen?
Themenpalette
Entwicklung sichererer Produkte für Mensch und Umwelt
Zusammenfassung
Diese Lerneinheit bringt den Teilnehmenden die umweltfreundliche „grüne“ Chemie näher. Im Kern geht es dabei um die Entwicklung von Produkten und Prozessen mit dem Ziel, die Verwendung und Erzeugung von gefährlichen Stoffen zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Den Schwerpunkt der Lektion bilden die 12 Prinzipien der Grünen Chemie, und wie sie bei der Entwicklung sicherer und wirksamer Produkte genutzt werden können. Die Teilnehmenden lernen etwas über Biomimetik und wie sich Menschen bei der Gestaltung umweltfreundlicherer Produkte von Beispielen aus der Natur inspirieren lassen können. Die Schülerinnen und Schüler konzipieren zwei verschiedene Klebstoffe und lernen dabei die Prinzipien der Grünen Chemie kennen, die bei der Entwicklung von Klebstoffen eine Rolle spielen. Anschließend vergleichen sie die von ihnen konzipierten Klebstoffe, indem sie ermitteln, welcher Klebstoff am wenigsten Energie verbraucht, die geringste Menge an Abfall erzeugt, die wenigsten toxischen Materialien verbraucht und am besten geklebt hat.
Bodenmikrobiom
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Was ist das Mikrobiom des Bodens?
- Welche Faktoren beeinflussen die Gesundheit des Mikrobioms des Bodens?
- Wir können wir gesunde Pflanzen ziehen?
Themenpalette
Geowissenschaft, Life Science
Zusammenfassung
Diese Aktivität bringt den Teilnehmenden die Rolle von Mikroorganismen des Bodens in Ökosystemen näher, insbesondere die Beziehung zwischen dem Mikrobiom des Bodens und der Gesundheit von Pflanzen. Die Teilnehmenden lernen über diese Beziehung, indem sie Pflanzenmodelle für einen theoretischen Bauernhof erzeugen. Das Modell zeigt den Teilnehmenden, wie unterschiedliche Entscheidungen von Bauern bei der Vorbereitung des Bodens für die Bepflanzung, was sie anpflanzen, wie sie das Pflanzenwachstum fördern usw. das Mikrobiom des Bodens beeinflussen können. Sie werden verstehen, dass nicht alle Bakterien schlecht sind und ein vielfältiges Mikrobiom das Wachstum von gesunden Pflanzen fördert.
Wasserfiltration
Überblick
Fragen zur Lerneinheit
- Welcher Anteil des Wassers auf der Erde ist trinkbar?
- Wie kann man Schmutzwasser mit Hilfe der Technik reinigen?
- Wie funktionieren verschiedene Bestandteile des Wasserfilters?
- Worin unterscheidet sich die Arbeit eines Wissenschaftlers von der eines Ingenieurs?
Themenpalette
Ökosystemdynamik, Funktionsweise und Widerstandsfähigkeit, Einflüsse des Menschen auf Erdsysteme, Probleme der konstruktiven Gestaltung erkennen und abgrenzen, Entwicklung möglicher Lösungsansätze, Optimierung der Design-Lösung
Zusammenfassung
In dieser Unterrichtseinheit lernen die Teilnehmenden, dass nur ein sehr kleiner prozentualer Anteil des auf der Erde vorhandenen Wassers unbedenklich ist und Trinkwasserqualität hat. Mit dieser Information sollen die Teilnehmenden dazu motiviert werden, mithilfe des Prozesses der konstruktiven Gestaltung einen Wasserfilter zu bauen. Nach der Entwicklung eines Prototypens ihres Modells sollen die Teilnehmenden ihren Filter testen, indem sie verschmutztes Wasser hineinschütten. Der Prozess der Filterung ist an die physikalischen Eigenschaften von Materie gebunden; die Teilnehmenden lernen, wie Wasserfiltration von Wissenschaftlern und anderen Fachleuten in der Industrie verwendet wird. Abschließend untersuchen die Teilnehmenden ihr gereinigtes Wasser, indem sie visuelle Beobachtungen notieren und den Chlorgehalt des Wassers bestimmen.
Informationen für Lehrkräfte
Die Curiosity-Lab™-Lerneinheiten sollen Ihren Unterrichtsstoff ergänzen. Unserer Erfahrung nach ziehen die Teilnehmenden den größten Nutzen aus unseren Lerneinheiten, wenn sie zumindest über Grundkenntnisse des betreffenden Themas verfügen. Unsere Lerneinheiten wurden für eine Zielgruppe von Schülern im Alter von 8 bis 13 Jahren erstellt; sie können aber gemeinsam mit Ihnen so angepasst werden, dass sie dem Bedarf Ihrer Schüler gerecht werden. Schon vor dem Besuch unserer ehrenamtlichen Helfer arbeiten wir mit den Lehrkräften zusammen, um sicherzustellen, dass die Zeit vor Ort mit den Schülern optimal genutzt werden kann.
Sollten Sie noch Fragen haben, erreichen Sie uns unter curiositylabs@merckgroup.com.
Weitere Informationsquellen
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Erfahren Sie mehr über Curiosity LabsTM und lernen Sie einige unserer Wissenschaftler kennen!
Auf unserer Website „Curiosity Labs™ at Home“ finden sich weitere Lerneinheiten, die mit haushaltsüblichen Materialien durchgeführt werden können.
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