In dieser Unterrichtseinheit zu Vulkanen auf dem Mars und auf der Erde vertiefen die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen über Maßstäbe und Verhältnisse, lernen Vulkanbauten kennen und tauschen sich über Forschungsmöglichkeiten und Forschungsfragen aus.Die Unterrichtseinheit "Berge auf Mond und Erde" wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. In der Übungsreihe "Vulkane auf Mars und Erde" lernen die Schülerinnen und Schüler in Einzel- und in Gruppenarbeit, Parallelen und Unterschiede zwischen Vulkanen auf der Erde und auf dem Mars zu erkennen und zu berechnen. Sie vertiefen dabei ihr Gefühl für Maßstäbe und Maßeinheiten. Sie lernen außerdem, wie sie unterschiedliche Objekte maßstabsgetreu und in korrektem Größenverhältnis zueinander zeichnen können. Die Unterrichtsmaterialien der Einheit sind optimal an die deutschen Geographie-Lehrpläne angepasst und fördern zusätzlich sowohl Rechen- als auch Lese-, Schreib und Kommunikationskompetenzen. Die Materialien können sowohl im Unterricht als auch als Hausaufgabe eingesetzt und anschließend im Plenum in einer Diskussionsrunde besprochen werden. Für die Bearbeitung des Arbeitsblattes sollten die Schülerinnen und Schüler das Rechnen mit Maßstäben aus der fünften und sechsten Klasse kennengelernt haben.Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihr Wissen über Maßstäbe und Verhältnisse. verstehen die Erde als Teil eines größeren Systems. lernen die unterschiedlichen Vulkanbauten und ihre Eigenschaften kennen. begreifen den Einfluss der Gravitation. identifizieren Georisiken auf der Erde und Forschungsmöglichkeiten auf dem Mars. tauschen sich über Forschungsmöglichkeiten und Forschungsfragen aus.

In dieser Unterrichtseinheit zu Maßstab und Verhältnis üben die Schülerinnen und Schüler, die für eine Aufgabenstellung wichtigen Informationen aus einem Text zu gewinnen, und berechnen dann, wie groß der Mount Everest und der Mons Huygens sind, bevor sie die beiden Berge miteinander vergleichen und in ein Verhältnis zueinander setzen. Die Unterrichtseinheit "Berge auf Mond und Erde" wurde im Rahmen der Projekte ESERO Germany und "Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht" an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Das Arbeitsmaterial ist optimal an die deutschen Mathematik-Lehrpläne für die Jahrgangsstufen 5 und 6 angepasst. Es kann sowohl im Unterricht als auch als Hausaufgabe eingesetzt werden. Für die Bearbeitung des Arbeitsblattes sollten die Schülerinnen und Schüler über grundlegendes Wissen zum Thema Maßstab und zum Rechnen mit Verhältnissen verfügen. Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihr Wissen über Maßstäbe und Verhältnisse. üben schriftliche Rechenverfahren. verstehen, dass die Erde Teil eines größeren Systems ist. lernen unterschiedliche Entstehungsarten von Bergen kennen.

In der Unterrichtseinheit zur Landeskunde "Arbeit mit dem Atlas: Deutschland entdecken" festigen die Schülerinnen und Schüler ihr geographisches Wissen über die deutschen Bundesländer sowie die Landeshauptstädte und üben die Atlasarbeit. Dabei lesen sie physische Karten mit dem Maßstab und erstellen gemeinsam einen Steckbrief von Deutschland.In dieser Unterrichtseinheit zur Länderkunde lernen die Schülerinnen und Schüler Deutschland geographisch besser kennen. Sie suchen ausgewählte Städte im Atlas, lesen eine Legende und beschreiben die Lage mithilfe von Planquadraten. Die Lernenden tragen die Bundesländer und die Landeshauptstädte in einer Karte ein und erarbeiten sich mithilfe der Himmelsrichtungen einen Überblick über die Nachbarländer. Im weiteren Verlauf fertigt die gesamte Klasse zusammen mit dem Atlas einen Steckbrief von Deutschland an. Dazu recherchieren sie unter anderem die Fläche und Einwohnerzahl. Um einzelne Bundesländer genauer zu betrachten, werden in Gruppenarbeit genaue Steckbriefe erarbeitet und diese dann der Klasse per PowerPoint oder mittels eines Plakates präsentiert. So benutzen die Schülerinnen und Schüler für ihre Informationssuche den Atlas und werden in die Arbeit mit Landkarten eingeführt. Sie müssen dabei der Klasse ihre Ergebnisse im Atlas aufzeigen. Darüber hinaus recherchieren die Lernenden selbstständig wesentliche geographische Fakten im Internet, sodass zusätzlich auch Medienkompetenz sowie selektive Lesestrategien geschult werden. Abschließend wird der Maßstab einer physischen Karte erläutert und passende Aufgaben müssen berechnet werden. So verstehen sie, dass Karten zwar gleichgroß sein können, aber völlig unterschiedliche Orte (Kontinent, Land, Stadt) zeigen können. Insgesamt schafft diese Unterrichtseinheit damit eine ideale Grundlage für die weitere Atlasarbeit im Geographie- oder Erdkundeunterricht. Das Thema "Arbeit mit dem Atlas: Deutschland entdecken" im Unterricht Sicher sind einzelne Schülerinnen und Schüler bereits im Urlaub in anderen Bundesländern gewesen oder haben Verwandte besucht. Um Deutschland als Ganzes zu verstehen, ist es wichtig, die einzelnen Bundesländer und ihre Hauptstädte zu kennen. In Gruppen recherchieren die Lernenden deshalb mit diesem Unterrichtsmaterial zur Landeskunde Fakten zu den 16 Bundesländern und informieren im Anschluss ihre Mitschülerinnen und Mitschüler über das Gelernte. Dafür arbeiten sie mit dem Atlas und rechnen mit dem Maßstab, um Landkarten und die eigentliche Größe eines Ortes entsprechend einordnen zu können. Vorkenntnisse Die einzelnen Gruppen sollten mit dem Internet vertraut sein und Kindersuchmaschinen nutzen können. Da diese Arbeit in Gruppen stattfindet, können sich die Schülerinnen und Schüler bei der Recherche und dem Erstellen eines Vortrages gegenseitig helfen und ergänzen. Didaktisch-methodische Analyse Die Form der arbeitsteiligen Gruppenarbeit führt zu einem erhöhten Grad der Eigenverantwortlichkeit der Lernenden. Dadurch, dass jede Gruppe ein Bundesland als Expertengruppe bearbeitet und anschließend ihr Wissen an die anderen Gruppen weitergibt, wird die Eigenverantwortlichkeit der Lernenden erhöht. Der Schwerpunkt liegt hier neben der Atlasarbeit auf der Beschaffung von Informationen, die im Vortrag vermittelt werden. Die Schülerinnen und Schüler erfahren dabei, was sich hinter den Begriffen wie "Planquadrat", "Legende" und "Maßstab" verbirgt. Das anschließende aktive Zuhören der Vorträge der anderen Gruppen und das Entnehmen von Informationen verlangt besondere Konzentration der Lernenden. Ein Handout mit den wesentlichen Informationen der Gruppe kann an dieser Stelle helfen, um den Präsentationen besser folgen zu können. Um auch den leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern gerecht zu werden, sollte ein anschließendes Unterrichtsgespräch das Gehörte wiederholen und klären. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Deutschland und die Nachbarländer geographisch besser kennen. arbeiten im Atlas. lernen den Maßstab kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler betrachten Atlaskarten im Internet. suchen nach passenden Informationen für einen Steckbrief einzelner Bundesländer. tragen ihre Gruppenarbeit per PowerPoint vor. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten zielorientiert in der Gruppe. tragen ihre Ergebnisse in Form von Referaten vor. erarbeiten gemeinsam einen Steckbrief.

Die Evolution des Universums, der Ursprung und die Entwicklung des Lebens auf der Erde – das sind die Themen des hier vorgestellten Evolutionspfads. In dem fächer- und jahrgangsstufenübergreifenden Projekt entwickeln Schülerinnen und Schüler im Rahmen von Referaten, Fach- oder Projektarbeiten Beiträge zu wichtigen "Meilensteinen" der letzten 14 Milliarden Jahre. Die evolutionären Zeiträume sind kaum vorstellbar. Der Evolutionspfad des Gymnasiums am Stadtpark in Krefeld-Uerdingen soll das Unanschauliche jedoch anschaulich machen: Auf einer Länge von etwa 130 Metern wird die Geschichte des Universums dargestellt. Wichtige und interessante Kapitel - wie zum Beispiel die Entstehung des Planetensystems oder das Auftreten der ersten Vögel - sollen dabei mit Exponaten und Präsentationen von Schülerinnen und Schülern "beleuchtet" werden. Entlang des Pfades durch das Schulgebäude erstreckt sich ein 30 Zentimeter hoher Wandfries, der die Zeiträume in zwei Maßstäben darstellt: Die unvorstellbar großen Realzeit-Zahlen in Jahren werden ergänzt durch Zeitangaben, die die Geschichte des Universums - in Anlehnung an die Schöpfungsgeschichte - auf einen Zeitraum von sechs Tagen verdichten. Das Projekt wird durch die Bayer Foundation gefördert. Wie jede Projektarbeit besitzt die Arbeit an dem Evolutionspfad einen fächerverbindenden Charakter und einen starken Kontextbezug. Neben der Biologie und der Physik sind die Chemie und die Geographie beteiligt. Auch astronomische und astrophysikalische Themen fließen zwangsläufig in die Geschichte des Universums ein. Schülerinnen und Schüler bearbeiten die Themen in Form von Referaten oder auch Facharbeiten. Sie erstellen Informationstafeln oder präsentieren ihre Arbeiten in einem digitalen Bilderrahmen, der in den Evolutionspfad integriert wird. Dadurch kommt diesen Schülerleistungen auch eine besondere Wertschätzung zu. Das Projekt wird ständig fortgeführt und bleibt so "lebendig". Allgemeine Hinweise Als weitere Bausteine des Evolutionspfads dienen Ausstellungsobjekte. Individuelle Förderung und Schulung der Teamfähigkeit spielen bei dem Projekt eine wichtige Rolle. Der Krefelder Evolutionspfad Die ersten Schülerarbeiten sowie die räumliche und zeitliche Einteilung des Krefelder Evolutionspfads werden hier vorgestellt. Die Schülerinnen und Schüler sollen in unterschiedlichen Quellen recherchieren und die Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch auswerten. biologische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mithilfe von geeigneten Modellen und Darstellungen beschreiben und veranschaulichen. ihre Arbeit - auch als Team - planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren. den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sach- und situationsgerecht sowie adressatenbezogen in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen dokumentieren und präsentieren - auch mithilfe elektronischer Medien. Thema Ein Evolutionspfad durch das Schulgebäude Autor Andreas Birmes Fächer Biologie, Physik, Chemie, Geographie, Astronomie Zielgruppe Sekundarstufe I und II Zeitraum ständige Fortführung, zum Beispiel durch Fach- und Projektarbeiten Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss, Drucker zum Ausdruck farbiger Folien, digitale Bilderrahmen Die hier angegebenen Quellen eignen sich für Recherchen zu Themen der Erdgeschichte und der biologischen Evolution: H. Burda, S. Begall (Herausgeber) Evolution - Ein Lese-Lehrbuch, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg (2009) F. R. Paturi Die Chronik der Erde, Chronik Verlag, Augsburg (1996) P. D. Ward Der lange Atem des Nautilus, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg (1998) Neben der Entwicklung eigener Beiträge (Informationstafeln, Präsentationen) planen die Lernenden auch die Anschaffung von Exponaten. Es ist vorgesehen, eine möglichst große Vielfalt unterschiedlicher Anschauungsobjekte zusammenzutragen, zum Beispiel unterschiedliche Arten von Fossilien (Abdrücke, Steinkerne, Bernsteineinschlüsse), Repliken und Modellen. Aber auch selbst gesammelte Fossilien und Gesteine sollen ausgestellt werden. Sie können zum Beispiel im Rahmen von Wandertagen oder auf Klassenfahrten gesammelt und bestimmt werden. Um Anregungen für die Präsentation der Ausstellung zu erhalten, ist auch der Besuch von Museen geplant. Als Produkte der Schülerarbeiten entsteht jeweils ein neues Exponat für die Ausstellung. Die Lernenden werden dabei in verschiedener Hinsicht individuell gefördert. Sie besitzen Freiheiten, was die Auswahl ihres Themas, die verwendeten Quellen und die Art der Präsentation (Texttafeln oder elektronische Präsentationen im digitalen Bilderrahmen) und die Anschaffung von Exponaten betrifft. Sie bestimmen ihr eigenes Arbeitstempo und arbeiten im Team zusammen. Dabei kann durch eine arbeitsteilige Vorgehensweise verschiedenen individuellen Fähigkeiten und Vorlieben Rechnung getragen werden. Dies betrifft insbesondere folgende Tätigkeiten: Quellenrecherche Die Recherche schließt neben der Sichtung allgemeiner fachlicher Informationen auch die Sichtung der Internetseiten von Museen und Ausgrabungsprojekten ein. Formulierung von Texten Alle Textbeiträge, die in den Evolutionspfad eingearbeitet werden, müssen adressatenbezogen formuliert, also informativ für die Mitschülerinnen und Mitschüler sein. Zudem müssen sie einheitlichen formalen Anforderungen genügen, zum Beispiel bezüglich der Textlänge und Textgliederung. Erstellung von Folien oder Präsentationen Die Präsentationen werden in einheitlichem Layout konzipiert und am Rechner erstellt. Handwerkliche Arbeiten Hierunter fallen vielfältige Tätigkeiten, wie zum Beispiel das Zurechtsägen und Aufhängen der Tafeln, das Aufkleben der Folien oder auch der Selbstbau von Modellen. Unser Projekt befindet sich noch im Anfangsstadium. Im Jahr 2010 wurden die beiden ersten Schülerarbeiten fertiggestellt. Das erste Ausstellungsstück ist die Replik des Flugsauriers Pterodactylus kochi aus dem Solnhofer Plattenkalk (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). Zwei Schülerinnen der Jahrgangsstufe 13 haben die dazugehörigen Informationen für den Evolutionspfad recherchiert und aufbereitet. Außerdem entstand eine Präsentation zur Entstehung von Vielzellern. Dieses Thema war Gegenstand einer Facharbeit der Jahrgangsstufe 12 und wird in einer Zusammenfassung als Präsentation im digitalen Bilderrahmen gezeigt. Realzeit und Sechs-Tage-Woche Der Evolutionspfad erstreckt sich über drei Flure, deren Gesamtlänge etwa 130 Meter beträgt. Am letzten Flur befindet der Biologieraum. Um die großen Zeiträume der Evolutionsgeschichte für die Schülerinnen und Schüler erfahrbar und anschaulich darzustellen, haben wir eine lineare Zeiteinteilung gewählt und geben zwei Zeitmaßstäbe an: Neben den Jahreszahlen ist in Anlehnung an die biblische Schöpfungsgeschichte eine Einteilung der gesamten Entstehungsgeschichte in sechs Tagen dargestellt. "Zeitlupe" für die letzten 2,5 Milliarden Jahre Bei einem durchgängigen, linearen Maßstab nähme der biologisch wichtige Teil der Evolution ab dem Kambrium nur etwa sechs Meter ein. Um dieser Phase einen größeren Raum zu geben, haben wir den Maßstab ausnahmsweise gewechselt: Der erste Flur mit einer Länge von 45 Metern umfasst die ersten fünf Tage der Schöpfungsgeschichte und endet mit dem Archaikum (also vor 2,5 Milliarden Jahren). Danach ändert sich der Maßstab: Auf den übrigen beiden Fluren entspricht eine Strecke von 3,5 Metern einem Zeitraum von 100 Millionen Jahren (Tab. 1). Bezogen auf den sechs-Tage-Maßstab entspricht dies einer Stunde. Auf diese Weise entspricht der Biologieflur (24 Meter Länge) den letzten 720 Millionen Jahren. Die Phylogenese der Gattung Mensch erstreckt sich über eine Länge von nur 10 Zentimetern (zwei Minuten im sechs-Tage-Maßstab), wenn man das erste Auftreten der Gattung Homo auf den Zeitraum vor etwa drei Millionen Jahren datiert. Flur Länge (Meter) Zeitraum (Jahre) Strecke (Meter) entspricht in Jahren Sechs-Tage-Raster (Stunden) Klassenräume 45 14-2,5•10 9 9 2,5•10 9 24 Physik, Chemie 60 2.500-720•10 6 3,5 100•10 6 1 Biologie 24 720•10 6 bis heute 3,5 100•10 6 1

In diesem Unterrichtsprojekt veranschaulichen die Schülerinnen und Schüler unsere "Adresse im Sonnensystem" eindrucksvoll durch ein selbst erstelltes und geeignet skaliertes Modell des Sonnensystems in der vertrauten Umgebung des Schulhofs. Wenn das Modell der Sonne an einem zentralen Ort in der Schule platziert wird, reichen die inneren Planeten meist bis auf den Sportplatz. Die äußeren Planeten können in einer Google Earth-Karte "virtuell verortet" werden. Die Lernenden untersuchen in dem hier vorgestellten Projekt nicht nur die Entfernungen innerhalb des Sonnensystems, sondern erkunden auch die Größen- und Massenverhältnisse der Himmelskörper vor unserer astronomischen Haustür. Die Lernenden entwickeln in diesem Projekt ein verkleinertes Abbild unseres Sonnensystems mit seinen Planeten und Monden. Um die riesigen Entfernungen anschaulich darzustellen, wird der Durchmesser der Sonne auf einen Meter festgelegt. In diesem Maßstab werden dann die Durchmesser und Umlaufbahnen der Planeten sowie ihrer Monde berechnet. Mit geeigneten Materialen (Styropor und Papierkugeln, Fäden und Namensschildchen) soll ein Modell des Sonnensystems gebaut und auf dem Schulgelände ausgestellt werden. Hinweise zum Unterrichtsverlauf und Materialien In arbeitsteiliger Gruppenarbeit recherchieren die Lernenden mithilfe von Lexika, Atlanten und des Internets die benötigten Daten, rechnen sie um und stellen sie in Modellen dar. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Größenordnungen (Abstände und Massen) im Sonnensystem kennen. können die betrachteten Größen im richtigen Maßstab umrechnen. können geeignete Modelle auswählen oder selbst basteln. lernen die Eigenschaften und Besonderheiten der Planeten unseres Sonnensystems kennen und können sie in Steckbriefen präsentieren. entwickeln Gedichte, Bilder oder andere kreative Darstellungen zum Thema. können im Internet und in Büchern recherchieren. können mit Google Earth Distanzen bestimmen und Markierungen setzen. 1. Entfernungen im Sonnensystem - eine Landkarte Wenn die Sonne einen Durchmesser von einem Meter hätte, in welchem Abstand würden dann die Planeten um sie kreisen? Die Schülerinnen und Schüler tragen ihre Ergebnisse in eine Landkarte ein. Für die Sonne wird ein geeigneter Standort auf dem Schulgelände gewählt. Während die inneren Planeten noch vor der Haustür der Schule liegen, werden die Entfernungen der äußeren Planeten mithilfe von Google Earth virtuell verortet (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) 2. Massenverhältnisse im Sonnensystem Wenn die Sonne soviel wie eine Tonne wiegen würde (dies entspricht dem Gewicht von einem Kubikmeter Wasser), wie viel Gramm würden dann die Planeten wiegen? Die Massenverhältnisse der Planeten werden mithilfe geeigneter Materialien veranschaulicht, zum Beispiel mit der Füllung von Gefäßen. 3. Erde und Mond Wenn die Erde einen Durchmesser von 50 Zentimetern hätte, wie groß wäre dann der Mond und in welchem Abstand würde er die Erde umkreisen? Die Lernenden basteln ein maßstabsgetreues Erde-Mond-System und verbinden die Himmelskörper mit einer Schnur. 4. Vergleich der Durchmesser der Himmelskörper Wenn die Sonne einen Meter groß wäre, wie groß wären dann die Planeten? Zur Veranschaulichung der Ergebnisse erstellen die Schülerinnen und Schüler zweidimensionale Planetenmodelle und kleben sie auf einer ein Meter großen Sonnenscheibe auf (Abb. 2). Die übrigen Gruppen beschäftigen sich mit einzelnen Planeten-Mond-Systemen. Wenn die Sonne einen Meter groß wäre, wie groß wären die Planeten der Monde und in welchen Abstand würden sie um ihre Planeten kreisen? Die Monde eines Planeten werden auf einer dünnen Angelschnur im Modellabstand aufgereiht, mit einem Namensschildchen versehen und an ihrem Planeten befestigt. Zur Größenordnung der Modelle: Jupiter hat bei einem Maßstab von 1:1,4 Milliarden einen Durchmesser von etwa 10 Zentimetern. Merkur ist dann gerade einmal 3 Millimeter groß. Die Jupitermonde liegen in der Größenordnung von Merkur (tatsächlich ist Kallisto fast gleich groß, Ganymed sogar größer). Die kleinen Monde lassen sich zum Beispiel mit kleinen Perlen oder Stecknadeln darstellen. Die gebastelten Planeten-Mond-Systeme werden in der Schule aufgehängt. Als Sonnenmodell kann ein Sitzball oder Ballon entsprechender Größe verwendet werden. Zu jedem Himmelskörper wird auch ein Steckbrief beziehungsweise ein Plakat erstellt und ebenfalls im Schulgebäude ausgestellt (Abb. 3). 5. Merkur, Venus, Mars und Erde 6. Jupiter 7. Saturn 8. Uranus 9. Neptun und die Zwergplaneten Pluto und Sedna

Das Thema Fernerkundung wird in dieser Unterrichtseinheit für die fünfte Klasse spielerisch in den Themenkomplex "Vom Luftbild zur Karte" eingebunden.Der Alien Dudel kommt von einem fernen Planeten zur Erde geflogen, um seine Freundin Holly an ihrer Schule zu besuchen. Leider hat Dudel keine Ahnung, wo er hinfliegen muss. Die Schülerinnen und Schüler sollen ihn lotsen und eine Wegbeschreibung für ihn anfertigen. Dabei greifen sie auf Satellitenbilder zurück und erfahren, wie Satelliten in den Weltraum kommen, warum sie "oben bleiben" und welche Rolle Satellitenbilder in unserem Alltag spielen. Sie "übersetzen" Satellitenbilder in eigene Karten und lernen die Eigenschaften von Karten kennen. 1. Stunde: Was ist Fernerkundung? Die Lernenden bringen Grafiken und Satellitenbilder in eine logische Reihenfolge, verorten ihr Schulgebäude und informieren sich über die Satellitenbildgewinnung. 2. Stunde: Wofür braucht man Fernerkundung? Aus den verschiedenen Grafiken und Satellitenbildern werden Karten angefertigt und aus diesen die Merkmale von Karten abgeleitet. 3. Stunde: Eigenschaften von Karten Die mithilfe von Satellitenbildern erstellten Karten werden mit der herkömmlichen Kartographie verglichen. Beide Methoden werden einander gegenübergestellt. Die Schülerinnen und Schüler werden problemorientiert in ein grundlegendes Verständnis der Voraussetzungen der Satellitenfernerkundung eingeführt. lernen die Methoden der Satellitenfernerkundung kennen. lernen den Weg "vom Luftbild zur Karte" und das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems (GIS) modellhaft kennen. setzen sich mit den Eigenschaften von Karten auseinander. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein grundlegendes Verständnis der Voraussetzungen und Methoden der Satellitenfernerkundung erlangen. Folgende Teilziele werden in dieser Stunde verfolgt: Vorgegebene Luftbilder sollen von "fern" nach "nah" geordnet und der Blickwinkel als "Vogelperspektive" benannt werden können. Das Schulgebäude soll auf den Google-Earth-Bildern verortet werden können. Der Begriff der (Bild-)Auflösung soll angewandt und erklärt werden können. Der Aufbau eines Satelliten, bestehend aus Sonnensegel, Messinstrumenten und Antenne, soll beschrieben und die Bildübertragung zur Erde erklärt werden können. Eventualziel: Die Fliehkraft soll in ihrer Bedeutung für den Satellitenbetrieb beschrieben werden. Vogelperspektive Das Thema Fernerkundung lässt sich in Klasse 5 spielerisch in den Themenkomplex "Vom Luftbild zur Karte" einbinden. In einer Einzelstunde sollen die Schülerinnen und Schüler sechs Fotos und Satellitenbilder ihrer Schule in eine logische Reihenfolge bringen, um so mit der neuen Perspektive umgehen und ihr Schulgebäude auf den Bildern verorten zu können. Erstellen Sie hierzu eine Serie von sechs Bildern (Arbeitsblatt 1), die Sie den Schülerinnen und Schülern auch in Form großformatiger Ausdrucke zur Verfügung stellen. Achten Sie bei der Auswahl der Bilder darauf, dass die Bilder immer näher an die Schule heranzoomen (Beispiel: Weltkugel, Europa, Stadt, Umfeld der Schule, Schulgelände (Grafiken und Satellitenbilder), vom Boden aus fotografiertes Schulgebäude). Eine Serie dieser Ausdrucke (laminiert wieder verwendbar) kann auch an der Tafel befestigt und dort sortiert werden. Um den Bezug zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler herzustellen, werden Bilder der eigenen Stadt und der eigenen Schule verwendet. Zu den Quellen dieser Bilder finden Sie Links in den Satellitenbildquellen . Das Problem der Auflösung Erfahrungsgemäß entwickeln die Lernenden bei der Durchführung der Stunde ein großes Interesse an der Frage, warum auf den Luft- und Satellitenbildern keine Menschen zu sehen sind. (Hier kann auch ein entsprechender Impuls gegeben werden.) Anknüpfend an die Alltagserfahrungen lässt sich dieses Phänomen sehr gut problemorientiert diskutieren. Dabei zeigte sich, dass den Schülerinnen und Schülern das Phänomen des Informationsverlusts (hier: "keine Menschen") durch zu geringe Auflösung durchaus von Fernseh- und Computermonitoren oder von Digitalkameras vertraut ist. Sie konnten sogar den Zusammenhang von Bildschärfe und Bildpunktzahl eigenständig ableiten. Fernerkundungssatelliten Die Lernenden sollen sich in Partnerarbeit am Computer über die Technik und Methodik der Satellitenbildgewinnung anhand der für diese Unterrichtsstunde entwickelten Internetseite "Einführung in die Fernerkundung" informieren. Zwar waren sie hinterher in der Lage die drei wesentlichen Komponenten eines Fernerkundungssatelliten (Antenne, Sonnensegel, Aufnahmeinstrumente) zu benennen und die Funktion dieser Bauteile richtig zu beschreiben. Allerdings hatten sie Schwierigkeiten bei der korrekten Verbalisierung des Ablaufs der Informationsgewinnung und -übertragung zur Erde. Hier zeigte sich, dass es den Kindern schwer fiel sich vorzustellen, dass man Bilder mit einer Antenne übertragen kann. Durch entsprechende Impulse wie "Da fliegt also einmal in der Woche ein Astronaut hin, holt das Fotodöschen ab und bringt es zum Entwickeln ... " oder ähnliche Anregungen lässt sich der Sachverhalt jedoch gut kindgerecht erarbeiten. Die Lernenden sollen aus Satellitenfernerkundungsbildern verschiedene Informationsebenen mit DIN-A-5-Folien nach dem Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems (GIS) aufbereiten. Folgende Teilziele werden in dieser Stunde verfolgt: Auf Basis der Satellitenbilder sollen Karten mit verschiedenen Informationsebenen (Vegetation, Verkehrsinfrastruktur, Siedlungen) angefertigt werden (Layer-Prinzip). Die Eigenschaften des selbst entwickelten Kartensystems sollen genannt werden können (Übersichtlichkeit und Kombinierbarkeit von verschiedenen Informationsschichten). Das entwickelte Kartensystem soll mit den Darstellungen von Google Earth verglichen und Gemeinsamkeiten und Unterschiede genannt und ihre Ursachen diskutiert werden (flächige Darstellung - linienhafte Darstellung und Punktdarstellung, Genauigkeit - Ungenauigkeit). Die Schülerinnen und Schüler sollen die mithilfe der Bildvorlage (siehe Arbeitsblatt 1) Kartendarstellungen erzeugen, die dann als "Modell" eines Geographischen Informationssystems (GIS) dienen können. Dazu wird je eines der Bilder in Gruppen zu etwa vier Lernenden in Karten "übersetzt". Um die Zusammenarbeit zwischen den Schülerinnen und Schülern zu verbessern, aber auch um das Layer-Prinzip eines Geoinformationssystems zu verdeutlichen, übernimmt in jeder Gruppe ein Mitglied das Zeichnen einer Informationsebene (Vegetation, Verkehrsinfrastruktur, Siedlungen, ... ). Idealer Weise organisieren sich die Lernenden dabei selbstständig. Die erstellten Transparentfolien sollten maximal das Format DIN A5 haben, da es so einfacher ist, die Arbeit von zwei Gruppen am OHP zu präsentieren und zu diskutieren. Außerdem ist darauf zu achten, dass mindestens jeweils zwei Gruppen eine Karte mit dem kleinst- beziehungsweise größtmöglichen Maßstab erstellen, um in der dritten Stunde die Generalisierung von Karten herausarbeiten zu können. Die Vorteile eines GIS-ähnlichen Layersystems (Flexibilität, an Fragen angepasste Darstellung, Übersichtlichkeit, … ) sollen durch die Schülerinnen und Schüler klar herausgestellt werden. Der anschließende Vergleich mit Google Earth soll zwei Dinge verdeutlichen: Die angewandte/erlernte Technik hat einen ganz praktischen Einsatz im Alltag (Navigationsgeräte und Handynavigation sind weitere Beispiele). Die Qualität der Darstellung hängt von der Genauigkeit der "Digitalisierung" (Zeichnung) ab. Die Schülerinnen und Schüler sollen Eigenschaften und Merkmale von Kartendarstellungen benennen können. Farbe und Legende sollen als wichtige Merkmale von Karten genannt werden können. Der Begriff des Maßstabs soll definiert und angewendet werden können. Vereinfachung (Generalisierung) soll als Eigenschaft von Karten unterschiedlichen Maßstabs deutlich werden. Vergleich von Bild und Karte Die dritte Stunde ist so konzipiert, dass die Eigenschaften der Schülerprodukte aus der zweiten Stunde hinterfragt werden. Die Kartendarstellungen durch die Schülerinnen und Schüler erfolgte bis jetzt intuitiv oder aufgrund von Vorwissen. Der Vergleich mit dem Atlas und mit Google Earth soll die grundlegenden Elemente einer Kartendarstellung verdeutlichen. Der Vergleich der eigenen Produkte mit der Kartendarstellung eines Luftbildes aus dem Schulbuch oder Atlas wird die Bedeutung von Farben, einer Legende, von Symbolen und des Nordpfeil verdeutlichen. (Der entsprechende 1. Arbeitsauftrag ist auf dem Arbeitsblattvorschlag bewusst allgemein formuliert ["Vergleicht das Luftbild mit der Karte, die mithilfe des Bildes erstellt worden ist."], um die Verwendung des Arbeitsblattes nicht an ein bestimmtes Buch oder einen Atlas zu knüpfen und muss im Unterricht spezifiziert werden.) Kartenmaßstab Der Nutzen einer Maßstabsleiste lässt sich zwar auch im Atlas demonstrieren, allerdings bietet Google Earth den Vorteil einer dynamischen Maßstabs-Veränderung. Auf diese Weise wird sofort ersichtlich, dass die unveränderliche Länge der Maßstabsleiste am Bildschirm jeweils unterschiedlichen Strecken entspricht. Hier bietet es sich an, einen oder zwei Lernende an einen Präsentationsrechner zu holen und diese Aufgabe per Beamer vor der Klasse durchzuführen. Auf diese Weise ist kein Wechsel in den Computerraum erforderlich. Zuletzt wird durch einen Vergleich der Schülerdarstellungen mit dem größten und dem kleinsten Maßstab die Generalisierung in Karten demonstriert und besprochen.

Diese Unterrichtsmaterialien zum Thema "Brücken" behandeln eines der zentralen Themen des Physikunterrichts in verschiedenen praktischen Umsetzungen. Der Begriff der Kraft wird durch Bauwerke und eigene Experimente zum Thema greifbar gemacht. Die Unterrichtseinheit wurde im Kontext des von der Deutsche Telekom Stiftung geförderten Programms "Junior-Ingenieur-Akademie" entwickelt.Mit dieser Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler den Begriff der "Kraft" im Zusammenhang mit Bauwerken. Brücken müssen große Lasten tragen. Steht eine Brücke und wird diese benutzt, sollte nicht der geringste Zweifel aufkommen, dass sie der Belastung nicht standhalten kann. Der im Physikunterricht geprägte Begriff der Kraft wird erfahrbar gemacht. Die Schülerinnen und Schüler bauen Brücken aus Lego und Strohhalmen nach und experimentieren damit, sich selbst zu tragen. Die Kraft und deren Anwendungen im Brückenbau unterstützen dabei die Erkenntnisgewinnung. Der Einstieg in das Thema erfolgt über ein Arbeitsblatt zu verschiedenen Brückenarten und deren Einsatzmöglichkeiten. Zwei Experimente zur Balkenbrücke und der Frage, wie sich die Last darauf verteilt, schließen sich an. Die Lernenden erarbeiten die Zugkräfte, indem sie diese zeichnerisch auf einem Arbeitsblatt bestimmen. Anhand von zwei weiteren Übungen bauen die Schülerinnen und Schüler unter anderem eine eigene Hängebrücke, ehe die Einheit mit einem Concept Cartoon abgeschlossen wird. Die Schülerinnen und Schüler benötigen Grundkenntnisse über den Begriff der Kraft. Im weiteren Verlauf der Unterrichtseinheit hilft es, wenn Schülerinnen und Schüler in verschiedenen Situationen erkennen können, dass eine oder mehrere Kräfte wirken. Wenn die Lernenden typische Beispiele aus den Schulbüchern kennen, reicht das aus. Außerdem sollten sie wissen, wie Kräfte mit verschiedenen Maßstäben zeichnerisch dargestellt dargestellt werden können. Hierfür müssen sie gegebenenfalls vorher üben, wie eine beliebige Kraft auf eine Pfeillänge bezogen auf einen gegebenen Maßstab umgerechnet wird. Damit sich die Schülerinnen und Schüler vorstellen können, was eine Kraft ist und welche Folgen die Einwirkung einer Kraft hat, kann diese Unterrichtsreihe durch die Betrachtung von Bauwerken eine einprägsame Erfahrung liefern. Dass Bauwerke sehr große Kräfte aushalten müssen und enorme Belastungen erfahren, können die Schülerinnen und Schüler handlungsorientiert und kooperativ erkennen, indem sie Versuche durchführen und verschiedene Phänomene beobachten. Praktische Beispiele, wie zum Beispiel Versuche mit Experimentier- und Alltagsgegenständen sowie dem eigenen Körper, machen dieses Wissen erfahrbar. Die Einheit ist als Unterrichtsreihe geplant. Die einzelnen Arbeitsblätter bauen logisch aufeinander auf, einzelne Experimente und Arbeitsblätter können aber auch im Rahmen anderer Unterrichtsthemen verwendet werden. Das gilt allerdings nicht für Arbeitsblatt 6, das zur Überprüfung des Kompetenzzuwachses der vorangegangen Aufgaben gedacht ist. Einige Aufgaben lassen sich als Einzelarbeit oder als Hausaufgabe bearbeiten. Generell ist die gesamte Einheit jedoch auf kooperatives Lernen in (Klein-)Gruppen ausgelegt. Hier bietet sich bei vielen Arbeitsblättern die Think-Pair-Share-Methode an. Vor allem die Experimente, bei denen die Lernenden eigene Werke herstellen müssen, sind in der Gruppe einfacher zu lösen. Ergänzend zur Aufgabenstellung auf Arbeitsblatt 1 kann auch eine Internetrecherche zu verschiedenen Brückentypen erfolgen. Mit den Resultaten der Experimente von Arbeitsblatt 2 kann begründet werden, dass eine Brücke nicht beliebig lang sein kann. Interessant für die Lerngruppe ist es, dass sie durch Arbeitsblatt 3 erfährt, dass eine Person von einer anderen Person aus dem Stand gehalten werden kann. Hängt die zu haltende Person jedoch an einem Seil, muss das Seil von der gesamten Lerngruppe gehalten werden. Der Versuch auf Arbeitsblatt 4 kann bei Bedarf auch als Demonstrationsversuch durch die Lehrkraft erfolgen. Die Erstellung einer eigenen Hängebrücke sollte aus Gründen der Erkenntnisgewinnung jedoch durch die Lernenden selbst erfolgen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wenden das Wissen und Können über die physikalische Größe Kraft sachbezogen an. erkennen insbesondere in der praktischen Anwendung den Nutzen von Kräfteparallelogrammen. beurteilen mit ihren erworbenen Kenntnissen Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten zusammen Versuchsdurchführungen. führen gemeinsam Versuche nach einer Anleitung durch. erstellen kollaborativ Protokolle zu den Versuchen.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Was ist Moral?" nähern sich die Schülerinnen und Schüler dem Moralbegriff an. Sie erfahren damit erste Schritte in die Methodik des Ethikunterrichts sowie in die fachspezifische Sprache.Um Moral als Gemeinschaft konstituierendes Verhalten und Ethik als reflektierendes Instrument in der Schule zu konstituieren, bedarf es eines Bewusstseinsprozesses, der sich an Inhalt und Methoden der Disziplin "Ethik" entfaltet. Den theoretischen moralphilosophischen Überlegungen wird zur Einführung eine moderne Auseinandersetzung mit ethischen Themen vorangestellt, die auf die klassischen ethischen Problemstellungen verweist. Das Thema "Was ist Moral?" im Unterricht Die durchführende Lehrkraft sollte einen groben Überblick über Leo Hickmans Buch haben. Hickman bearbeitet im Rahmen seines Selbstversuches grundsätzliche ethische Fragestellungen, und zwar in Bezug auf die Probleme der Postmoderne: Konsum, Unternehmensführung, Ökologie, Verflachung sozialer Ordnungen sowie Globalisierung. Die Grundlagen ethischen Urteilens, die dabei erarbeitet werden, finden sich jedoch seit Aristoteles. Diesen Bogen sollte die Lehrkraft im Hinterkopf haben, um entsprechende Schülerbeiträge aufgreifen zu können. Didaktische Analyse Die Schülerinnen und Schüler können erkennen, dass moralische Regeln Gewohnheiten generieren, die einerseits den Anspruch auf sinnvolle Stabilisierung erheben, andererseits immer in sich wandelnden Kontexten hinterfragt werden müssen. Ohne methodische Reflexion entsteht die Gefahr von Vorurteilen mit ihren auch negativen Aspekten. Der Ethikunterricht lehrt die für das Urteilen nötigen Werkzeuge. Die Schwierigkeit besteht einerseits in der Langwierigkeit kognitiver Prozesse und ihrem Transfer in den Alltag. Methodische Analyse Die Lehrkraft stellt zielführende Fragen. Antworten der Schüler sollen respektiert und festgehalten werden. Eine Visualisierung des Prozesses erhöht neben einem hohen Anteil an Eigenarbeit die Vertiefung des Stoffes. Dazu dienen: ein großes Plakat, auf dem die Schülerantworten auf farbigen Merkkärtchen dokumentiert werden, ein Tafelbild, fünf Arbeitsblätter und ein Deckblatt mit einem aussagekräftigen Foto. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen erste Kennzeichen und Maßstäbe von "Moral" und "Ethik" kennen. unterscheiden ethische von nicht-ethischen Fragestellungen. beherrschen den Operator "definieren". Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erstellen gemeinsam ein Plakat. beschaffen sich Informationen aus einem Lexikon. archivieren Unterrichtsmaterial so, dass sie es jederzeit wieder für sich nutzen können. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit einem Partner oder einer Partnerin zusammen. bringen sich im Plenum rücksichtsvoll und engagiert ein. folgen aufmerksam einem Lehrervortrag. Die im Buch aufgegriffenen Fragen lassen sich kurz so darstellen: Was ist Moral? Welche Gefühle entstehen, wenn man unmoralisch handelt? Woran lässt sich Moral festmachen? Wer ist überhaupt Zielgruppe moralischer Überlegungen? Welche sozialen Beziehungen fordern heute zu moralischem Handeln heraus? Was können Ziele moralischen Handelns sein? Zur Beantwortung dieser Fragen, die das Thema "Definition von Moral und Ethik" auf seine wesentlichen Inhalte hinführen sollen, dient eine Aufzählung der Hickman'schen Lebensgewohnheiten, die er so auch drei Ethikberatern vorlegte. Leo Hickman beginnt seinen Selbstversuch als er, in Bezug auf seine Verantwortung vermutlich sensibilisiert durch die Geburt seiner Tochter, beginnt, sich über ein Päckchen Zuckererbsen aus Kenia Gedanken zu machen. Die Ethikberater sollen ihm dabei helfen, moralische Maßstäbe praktikabel umzusetzen. Der moderne Lebensstil der Familie Hickman ist zwar sehr komfortabel, die Kehrseiten dieses Komforts sind jedoch Umweltverschmutzung, Ausbeutung sowie Gesundheitsschäden für jetzige und zukünftige Generationen. Die Zahl der vom "Konsumkomfort" Betroffenen ist hoch. Hickmans Schuldgefühle zu Beginn des Buches sind eine Folge seines "moralischen Gewissens". Der für den Unterricht relevante Bezug zur Begriffsdefinition "Moral" ist damit bereits gegeben: Moral als Gewohnheit, zum Zweck sozialer Regulierung, aufgrund der anthropologischen Prämisse, dass der Mensch ein soziales Wesen ist, das mit Schuldgefühlen reagiert, also reflexions- und urteilsfähig ist und über ein "Gewissen" verfügt. Auf Seite 28 des Buches begegnet uns die bei Aristoteles ähnlich formulierte Forderung, "ethisches Tun solle glücklich machen".

Mit Bildbearbeitungsprogrammen werden Fotografien der Sonne im H-alpha-Licht – selbst aufgenommen oder aus dem Internet – genutzt, um einen Umrechnungsfaktor zu ermitteln (Kilometer/Pixel), mit dem die Dimensionen von Protuberanzen in einer einfachen mathematischen Fingerübung bestimmt werden können. Unsere Sonne erscheint nur äußerst selten als makellose Kugel am Firmament, obwohl dies über viele Jahrhunderte angenommen wurde. Bereits mithilfe einfacher und gefahrloser Projektionsmethoden lassen sich dunkle Sonnenflecken auf ihrer Oberfläche deutlich erkennen. Neben diesen Flecken sind Protuberanzen beliebte Objekte der Sonnenbeobachtung. Diese können mit H-alpha-Filtern beobachtet werden, die speziell für die Beobachtung der Sonne entwickelt wurden. Wenn keine eigenen Beobachtungen durchgeführt und so die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen nicht "vorgelebt" werden können, sondern lediglich beeindruckende Sonnenbilder aus dem Internet zum Einsatz kommen, besteht die Gefahr, dass insbesondere junge Schülerinnen oder Schüler auf die Idee kommen, einen Blick durch das Fernglas zu "riskieren". Die Bedingungen einer gefahrlosen Sonnenbeobachtung sollten daher - auch, und oder gerade wenn sie nicht praktiziert werden kann - eindringlich thematisiert werden. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Informationen zur Durchführung eigener Beobachtungen und Beschreibung der Aufgabenstellung Die Schülerinnen und Schüler sollen unterschiedliche Protuberanzenarten erkennen. die Größe einer Protuberanz berechnen. die Größe der Protuberanz mit der Größe der Erde vergleichen. Thema Größenbestimmung von Protuberanzen Autor Heinrich Kuypers Fach Astronomie, Astronomie AG Zielgruppe ab Klasse 8 Zeitraum eine Doppelstunde Technische Voraussetzungen Computer mit Bildbearbeitungsprogramm, zum Beispiel Paint oder GIMP ( Infos und Links zu GIMP bei Wikipedia) Wenn Sie Protuberanzen direkt beobachten möchten, benötigen Sie ein Teleskop mit einem H-alpha-Filter. Dieser Interferenzfilter lässt nur das Licht des ionisierten Wasserstoffs durch und gewährleistet so eine gefahrlose direkte Beobachtung der Sonne. Die Sonnenscheibe erscheint dann in einem sattem Rot - Protuberanzen und Filamente werden sichtbar. Leistungsfähige H-alpha-Teleskope, mit denen gute Beobachtungsergebnisse erzielt werden können, werden heute schon für unter 1.000 € angeboten (siehe Zusatzinformationen). Wenn kein geeignetes Teleskop zur Verfügung steht, können Sie für die mathematische Übung Sonnenfotos aus dem Internet nutzen (siehe Internetadressen). Zusammen mit dem zu bearbeitenden Bild wird der Sonnendurchmesser von 1,39 Millionen Kilometern als Maßstab vorgegeben. Die Schülerinnen und Schüler sollen in Partnerarbeit mitmilfe eines einfachen Bildbearbeitungsprogramms (Paint, GIMP) die Gesamtpixelbreite der Sonne bestimmen und so einen Umrechnungsfaktor (Kilometer/Pixel) berechnen. Im nächsten Schritt sollen sie die Pixellänge einer Protuberanz bestimmen und anschließend die Pixellänge der Protuberanz in Kilometer umrechnen. Alternativ kann die Aufgabe auch am Bildausdruck bearbeitet werden. Damit die Schülerinnen und Schüler eine anschauliche Vorstellung von der Größe der Protuberanz bekommen, sollen sie einen Kreis mit dem Durchmesser der Erde im richtigen Maßstab neben die Protuberanz zeichnen. Protuberanzen am Rand der Sonnenscheibe sind im H-alpha-Licht als leuchtende Bögen deutlich zu erkennen. Natürlich gibt es Protuberanzen nicht nur am Sonnenrand, sondern auch direkt vor der Sonnenscheibe. Allerdings sind sie dann im H-alpha-Licht nur als dunkle Linien auf der Sonnenoberfläche erkennbar. Dies liegt daran, dass die Protuberanzen sich in der mehrere Millionen Grad Celsius heißen Sonnenkorona befinden. Vor diesem Hintergrund erscheinen die nur etwa 6.000 Grad Celsius heißen Protuberanzen als dunkle Linien und werden dann Filamente genannt. Man unterscheidet zwei Klassen von Protuberanzen: Stationäre Protuberanzen Diese Protuberanzen sind über sehr lange Zeiträume (bis zu einigen Monaten) stabil und besitzen oft sehr weiträumige, brückenartige Strukturen. Aktive Protuberanzen Diese Protuberanzen treten immer in der Nähe von Sonnenflecken auf. Dabei können sich sogenannte Fleckenprotuberanzen bilden, die sehr enge bogenförmige Formen aufweisen, oder eruptive Protuberanzen. Diese sind geöffnet und entlassen große Mengen an elektrisch geladener Materie (Koronale Massenauswürfe) in das interstellare Medium. Die aktiven Protuberanzen zeigen innerhalb weniger Stunden erhebliche Formveränderungen.