Unterrichtsmaterialien zum Thema "Geoinformationssystem"

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Fernerkundung für Anfänger

Unterrichtseinheit

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.

  • Geographie
  • Sekundarstufe I

WebGIS zum ökologischen Fußabdruck

Unterrichtseinheit

Mit der individuellen Berechnung des ökologischen Fußabdrucks können Lernende ihren persönlichen Ressourcenverbrauch feststellen. In der Verbindung mit einem WebGIS lassen sich vergleichende Untersuchungen zum ökologischen Potenzial und zur ökologischen Reserve anstellen. Schließlich sollen Möglichkeiten der Reduzierung des Verbrauchs erarbeitet und diskutiert werden.Der ökologische Fußabdruck stellt eine Methode zur Berechnung des Ressourcenverbrauches dar. Dabei werden fünf Lebensbereiche angesprochen und der damit verbundene Ressourcenverbrauch nach einer recht komplizierten Rechnung in ein Flächenmaß, den globalen Hektar gha, umgerechnet. Je nach ökologischem Potenzial kann ermittelt werden, ob man über oder unter den gebotenen Verhältnissen lebt. Global gesehen stehen 1,8 gha zur Verfügung, der derzeitige ökologische Fußabdruck beträgt aber 2,2 gha. Dabei zeigt sich aber, dass es große regionale Unterschiede sowohl im Angebot als auch im Verbrauch von Ressourcen auf der Erde gibt. Mehrere interaktive Online-Angebote zur Berechnung lassen den eigenen Lebensstil messen und führen zu der Erkenntnis, dass dieser mehr oder weniger deutlich über dem für Deutschland errechneten Potenzial von 1,9 gha liegt. Dort bleibt der Unterricht aber nicht stehen, vielmehr lernen die Schülerinnen und Schüler anhand praktikabler Vorschläge, wie sie ihren Ressourcenverbrauch senken und damit zu einem nachhaltigeren Lebensstil beitragen können. Somit wird dem Gedanken ?Global denken, lokal handeln? in beispielhafter Weise entsprochen.Im ersten Schritt sollten die Schülerinnen und Schüler anhand eines Arbeitstextes in die Thematik einsteigen. Anschließend können mit WebGIS Sachsen auf thematischen Karten vorhandene Daten landesweit und global eingeordnet und mit dem landesspezifischen ökologischen Potenzial vergleichen werden. Dabei wird schnell deutlich, dass wir mit unserem Lebensstil mehr Fläche benötigen, als zur Verfügung steht. Wie nachhaltig ist mein Verhalten? Mit dem ökologischen Fußabdruck lernen die Schülerinnen und Schüler eine Möglichkeit kennen, eigenes Verhalten auf seine Nachhaltigkeit hin zu bewerten und zu diskutieren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Inhalt und Einflussgrößen des ökologischen Fußabdrucks sowie Grenzen der Aussagekraft kennen lernen. ihren eigenen ökologischen Fußabdruck bestimmen. regionale Unterschiede im ökologischen Potenzial und den ökologische Reserven erkennen. Möglichkeiten und Maßnahmen eines nachhaltigeren Lebensstils kennen lernen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen WebGIS als Informationsquelle und zum Anfertigen thematischer Karten nutzen. Multiple-Choice-Tests durchführen. aus weiteren Online-Angeboten Informationen gewinnen. Um eine effektive Arbeitsweise zu ermöglichen, sollten sich zunächst die Lernenden mithilfe eines Arbeitstextes wesentliche Inhalte erarbeiten. Den Schülerinnen und Schülern muss bewusst gemacht werden, dass es sich hier um eine wissenschaftliche Methode handelt, die nach klar definierten Grenzwerten aufgestellt worden ist. Daher ist die Diskussion über die Grenzen der Methode notwendig und wird durch den Arbeitsauftrag auf dem Arbeitsblatt auch angeregt. Für die Berechnung des persönlichen ökologischen Fußabdrucks stehen mehrere Angebote im Internet zur Verfügung. Die Schülerinnen und Schüler sollten den Begriff der Nachhaltigkeit kennen. Auch sollten sie über Grundkenntnisse im Umgang mit einem WebGIS verfügen. Die Arbeit mit dem Karteneditor stellt für die meisten Lernenden keine Schwierigkeit dar. Zur Unterstützung können auch die Hinweise zur Kartengestaltung aus der Unterrichtseinheit "Globale Entwicklungsunterschiede differenzieren" genutzt werden. Voraussetzungen und Tipps zur Nutzung des Karteneditors Hier finden Sie Hinweise zu den technischen und inhaltlichen Voraussetzungen der Unterrichtseinheit sowie zur Nutzung des Karteneditors des "WebGIS Sachsen". Teil1 (Arbeitsblatt 1) Erläuterung des Begriffes biologische Kapazität und dessen Abgrenzung zum ökologischen Fußabdruck unter Nutzung der gegebenen Textquelle Erstellung einer thematischen Karte zur globalen Verteilung des ökologischen Potenzials Diskussion der Karte (WebGIS) Ermittlung der Zusammensetzung des ökologischen Fußabdrucks Recherche nach Argumenten gegen das Konzept Ermittlung des persönlichen ökologischen Fußabdrucks mittels eines Online-Rechners Vergleich und Diskussion der ermittelten Werte mit dem Durchschnittswert für Deutschland Hinführung zum Ländervergleich durch die Auswertung der Weltkarte zum ökologischen Fußabdruck (WebGIS) Die Fragestellung, inwieweit der ökologische Fußabdruck mit dem ökologischen Potenzial vereinbar ist, führt zur ökologischen Reserve. Erstellung der thematischen Karte zur ökologischen Reserve (WebGIS) Diskussion der Ergebnisse Hinführung zur Notwendigkeit von Maßnahmen für eine nachhaltigere Entwicklung im Sinne der Absenkung des persönlichen Verbrauchs Diskussion zu persönlichen Handlungsänderungen und deren Begrenztheit Technische Voraussetzungen Mit den standardmäßigen Sicherheitseinstellungen des Browsers ist "WebGIS Sachsen" meist nicht vollständig nutzbar. Der Karteneditor läuft als Popup. Popups sind in den Browsereinstellungen jedoch meist gesperrt. Daher müssen im Vorfeld des Unterrichts in den Browser-Menüs Popups zugelassen werden. Außerdem muss im Browser JavaScript aktiviert sein. Funktionen des WebGIS-Dienstes kennen lernen Damit die Lernenden eine differenziertere Skalierung mithilfe des "WebGIS Sachsen" selbstständig durchführen können, müssen vorher wesentliche Eigenschaften des Karteneditors gemeinsam oder selbstständig mit der Online-Hilfe des WebGIS-Dienstes erarbeitet werden. Dies könnte auch zu Hause erfolgen. Nach erfolgter Registrierung bei "WebGIS Sachsen" können Karten auf dem sächsischen Bildungsserver gespeichert werden (über einen Klick auf das Diskettensymbol in der oberen Werkzeugleiste des WebGIS kommen Sie zum Anmeldeformular). Auch diese Funktion wird in der Online-Hilfe des WebGIS-Dienstes erläutert. Somit kann wertvolle Unterrichtszeit gespart werden. Nach der Erstellung der eigenen Legenden sollte die inhaltliche Arbeit zu Entwicklungsunterschieden der Erde erfolgen. Die prinzipiellen Funktionalitäten des WebGIS sind auf den WebGIS-Sachsen-Seiten in Form einer Kurzanleitung als PDF-Datei abrufbar. 1. Weltkarte aufrufen Rufen Sie auf der "WebGIS Sachsen"-Homepage den Online-Dienst zum Thema "Regionale Disparitäten auf der Erde" auf. 2. Karteneditor aufrufen Klicken Sie in der oberen Werkzeugleiste auf das Symbol des Karteneditors (rotes, gelbes und grünes Quadrat). Es wird die vorgegebene Legende dargestellt. 3. Legende nach eigenen Kriterien verändern In dem Fenster des Karteneditors können Sie nun die Klassen sowie die Zahl der Klassen verändern. Achten Sie darauf, dass in der Skalierung keine Lücken in den Werten entstehen! Länder, die in diese Lücken fallen, werden in der neuen Karte nicht dargestellt. Um dies zu verhindern, sollte der Maximalwert der unteren Klasse (mathematisch mit "kleiner als" definiert) der Minimalwert der nächst höheren Klasse (mathematisch mit "größer/gleich als" definiert) sein. 4. Kartentitel eingeben Der von Ihnen in das entsprechende Feld eingegebene neue Kartentitel erscheint über der Legende in der neu erstellten Karte. 5. "Neue Legende erstellen" und "Neue Karte erstellen" Wichtig: Soll die erstellte Karte von den Schülerinnen und Schüler zu Hause oder zu einem späteren Zeitpunkt im Unterricht weiter bearbeitet und verändert werden, muss als letzter Schritt "Neue Karte erstellen" angeklickt werden. Die neue Karte erscheint dann im Ordner "Eigene Karten" im WebGIS-Browserfenster. Nur die in diesem Ordner abgelegten Karten können nach einer Registrierung gespeichert werden. Alle anderen Veränderungen der Legenden werden mit dem Schließen des Browsers gelöscht.

  • Geographie
  • Sekundarstufe II

Standortfaktoren am Beispiel der Olympischen Spiele

Unterrichtseinheit

Anlässlich der Olympischen Sommerspiele 2008 in Beijing zeigt diese Unterrichtseinheit, wie man sich dem Sportereignis und seinen Hintergründen einmal auf andere Weise nähern kann.Schülerinnen und Schüler analysieren die Standortfaktoren, die zur Entscheidung für die jeweiligen Austragungsorte führen und nutzen dabei ein WebGIS-Tool. Dabei sind keine GIS-Vorkenntnisse erforderlich, sondern lediglich Rechner mit Internetzugang. Durch die Betrachtung der Standortfaktoren sportlicher Großveranstaltungen am Beispiel der Olympischen Spiele erfahren die Jugendlichen mehr über die ökonomischen und politischen Zusammenhänge. Neben den hier vorgestellten Materialien für die Oberstufe eignet sich das Thema Olympische Spiele ebenso für den Einsatz in der Sekundarstufe I (siehe Unterrichtseinheit WebGIS Schule - Olympische Spiele weltweit ). WebGIS-Schule ist ein Projekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.Der Vorteil eines WebGIS-Dienstes besteht darin, dass man aufgrund der reduzierten Funktionalität unmittelbar "loslegen" kann und lediglich Rechner mit Internetzugang benötigt. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich die Aufgabenstellungen in Eigenarbeit aus einem vorgegebenen Datenbestand, so dass die Lehrkraft in diesem Fall eher als unterstützender Moderator wirkt. Dabei ist der WebGIS-Einsatz kein Selbstzweck, sondern eine zeitgemäße Methode der Datenauswertung, um übergeordnete Lernziele zu erreichen. Die Lehrplanforderung nach Aktualität und Schülerorientierung lässt sich durch die Behandlung von Themen rund um Beijing 2008 oder auch München 1972 ( www.muenchen-derfilm.de ) umsetzen. WebGIS-Funktionen und Arbeitsmaterialien Hier finden Sie eine Kurzanleitung von WebGIS-Schule mit den Funktionen und Abfragemöglichkeiten sowie Anregungen für den Unterricht. Die Schülerinnen und Schüler sollen Standortfaktoren für die Ausrichtung sportlicher Großveranstaltungen (am Beispiel Olympischer Sommerspiele) benennen und die Auswahl bestimmter Städte/Regionen begründen können. verschiedene Standortfaktoren ausgewählter Austragungsorte miteinander vergleichen können (Infrastruktur, BIP, Einwohnerzahl). kritisch analysieren können, ob ein Zusammenhang zwischen bestimmten Standortfaktoren und der Auswahl als Austragungsort Olympischer Sommerspiele besteht. abwägen können, ob neben den Standortfaktoren noch weitere Einflussfaktoren (geschichtlich, politisch) bei der Auswahl der Austragungsstätten zu berücksichtigen sind. für die wirtschaftlichen Folgen, die im Ausrichterland von Olympischen Spielen entstehen, sensibilisiert werden. erklären können, ob und wenn ja, wie die Olympischen Sportstätten einige Jahre nach den Spielen genutzt werden (vorbereitende Hausaufgabe). Thema Standortfaktoren am Beispiel der Olympischen Spiele Autorin Sandra Heck Fächer Geographie, Sport, Geschichte, Sozialkunde Zielgruppe ab Klasse 10 Zeitraum 1-3 Stunden (je nach Zahl der behandelten Arbeitsblätter und WebGIS-Vorkenntnissen der Schülerinnen und Schüler) Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetanschluss in ausreichender Anzahl (Einzel-, Partner- oder Kleingruppenarbeit); aktiviertes JavaScript, Popup-Fenster müssen erlaubt sein Bei der Anwendung der GIS-Werkzeuge "Hotlink" und "Drucken" wird automatisch ein zweites Fenster geöffnet. Mit einem aktivierten "Popupblocker" ist das nicht möglich, und es erscheint eine Fehlermeldung. Durch eine Deaktivierung des Popupblockers lässt sich dieses Hindernis leicht überwinden: Im Internetexplorer muss unter dem Menüpunkt "Extras" lediglich "Popupblocker" und anschließend "Popupblocker deaktivieren" ausgewählt werden. Um das WebGIS nutzen zu können, muss zudem JavaScript aktiviert sein. Verlinkung mit Wikipedia Mit diesem WebGIS-Dienst können im Unterricht die Layertechnik ("sichtbare" und "aktive" Kartenthemen) und die üblichen GIS-Funktionen (Zoomen, Identifizieren, Hot-Links, Entfernungs-Messung, Abfrage-Manager) genutzt werden. Eine Besonderheit stellt die Verlinkung über das "Hot-Link" Werkzeug mit dem Wissensportal "Wikipedia" dar, welche eine enge Verknüpfung zwischen GIS-Arbeit und Onlinerecherche ermöglicht. Bei letzterer sollte dem Aspekt der Quellenkritik jedoch genügend Zeit eingeräumt werden. Datenbankabfragen Der Abfragemanager sucht Geoinformationen nach vorgegebenen Bedingungen. Diese Bedingungen können selbst eingetragen werden. Ein Beispiel zur Abfrage der Austragungsorte nach 1968: Als "Variable" lässt sich das zu untersuchende Thema (hier: "Letztes Austragungsjahr") auswählen. Anschließend müssen noch der "Operator" ("> ") und ein beliebiger Wert ("1968") eingegeben werden. Nach dem Klicken auf "Abfrage bilden" und "Ausführen" werden die Ergebnisse als Tabelle am unteren Bildschirmrand und als gelb unterlegte Fläche auf der Karte angezeigt. Der WebGIS-Dienst beinhaltet eine Weltkarte samt Ländergrenzen sowie die Austragungsstätten Olympischer Sommerspiele von dem Beginn der Olympischen Spiele der Neuzeit (1896) bis zu den Spielen in Beijing (2008). Weitere Informationen zu den Ländern und den Austragungsorten (etwa die Anzahl der Athleten und Wettkämpfe) sind über einen Link ("Identifizieren") abrufbar. Inhaltlich kann auf den Dienst bei diversen topographischen Fragestellungen zurückgegriffen werden. Darüber hinaus bietet sich der Datenbaustein insbesondere für fächerübergreifendes Arbeiten an. Je nach Kooperationsfach (Geschichte, Sozialkunde, Sport) kann der Schwerpunkt auf historischen, sozialpolitischen oder sportwissenschaftlichen Aspekten liegen: Geographie - Geschichte Hintergründe der Terroranschläge von 1972 Geographie - Sozialkunde Auswirkungen sportlicher Großveranstaltungen auf die lokale Bevölkerung Geographie - Sport Gemäß der Forderung im Lehrplan Sport "Spiele (Sport) in anderen Ländern"

  • Geographie
  • Sekundarstufe II

WebGIS Schule - Olympische Spiele weltweit

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit basiert auf dem kostenfrei zugänglichen Dienst "WebGIS-Schule" und richtet sich insbesondere an "GIS-Neulinge". Sie zeigt, dass der schulische GIS-Einsatz das Einbinden aktueller Themen in den Unterricht ermöglicht, wie beispielsweise die Olympischen Spiele in Beijing 2008.Mithilfe eines WebGIS-Tools zum Thema Olympische Spiele werden Schülerinnen und Schüler (und Lehrkräfte) an den GIS-basierten Unterricht herangeführt. Die Arbeit mit WebGIS-Schule erfolgt ausschließlich im Browser - Sie benötigen lediglich einen Rechner mit Internetzugang. Es muss keine GIS-Software installiert werden. Das WebGIS zu den Olympischen Sommerspielen ist ein Angebot von WebGIS-Schule, einem Projekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Die Bereitstellung erprobter Materialien trägt dazu bei, Barrieren hinsichtlich der Arbeit mit Geographischen Informationssystemen an Schulen abzubauen. Eine entsprechende Unterrichtseinheit für die Oberstufe finden Sie bei Standortfaktoren am Beispiel der Olympischen Spiele . WebGIS-Funktionen und Arbeitsmaterialien Hier finden Sie eine Kurzanleitung mit den Funktionen und Abfragemöglichkeiten von WebGIS-Schule sowie verschiedene Möglichkeiten einer fächerübergreifenden Anwendung. Die Schülerinnen und Schüler sollen Austragungsorte Olympischer Sommerspiele auf der Weltkarte lokalisieren und zeitlich zuordnen können. die geographische Verteilung der bisherigen Austragungsorte beschreiben und erläutern können (Schwerpunkt auf Industrieländern, Faktor Finanzierungsaufwand). Kriterien für die Auswahl der Ausrichterländer erarbeiten können. durch das selbstständige Erstellen von Diagrammen unterschiedliche Faktoren (Zahl der Athleten, Zeit, Einwohnerzahl) miteinander verbinden und Zusammenhänge erkennen können. ihre Methodenkompetenz durch den Einsatz einer aktuellen geographischen Arbeitstechnik erweitern. durch das selbstständige Finden von Lösungswegen zum problemorientierten Denken angeregt werden. Thema Olympische Spiele mit WebGIS-Schule Autorin Sandra Heck Fächer Geographie, Sport, Geschichte, Sozialkunde Zielgruppe Klasse 7 und 8 Zeitraum 1-3 Stunden (je nach Zahl der behandelten Arbeitsblätter und GIS-Vorkenntnissen der Schülerinnen und Schüler) Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetanschluss in ausreichender Anzahl (Einzel-, Partner- oder Kleingruppenarbeit); aktiviertes JavaScript, Popup-Fenster müssen erlaubt sein Durch den Einsatz von WebGIS entsteht eine spezielle Lernsituation - die Lehrkraft fungiert weniger als Vortragender, sondern vielmehr als Moderator. Dabei ist von Lehrerseite darauf zu achten, dass WebGIS nicht zum Selbstzweck, sondern als Werkzeug zum Erreichen übergeordneter Lernziele eingesetzt wird. Den WebGIS-Dienst "Olympische Spiele weltweit" kann man als modernes, effektives und die klassischen Unterrichtsmethoden sinnvoll ergänzendes Werkzeug verwenden. Bei der Anwendung der GIS-Werkzeuge "Hotlink" und "Drucken" wird automatisch ein zweites Fenster geöffnet. Mit einem aktivierten "Popupblocker" ist das nicht möglich, und es erscheint eine Fehlermeldung. Durch eine Deaktivierung des Popupblockers lässt sich dieses Hindernis leicht überwinden: Im Internetexplorer muss unter dem Menüpunkt "Extras" lediglich "Popupblocker" und anschließend "Popupblocker deaktivieren" ausgewählt werden. Um das WebGIS nutzen zu können, muss zudem JavaScript aktiviert sein. Verlinkung mit Wikipedia Mit diesem WebGIS-Dienst können im Unterricht die Layertechnik ("sichtbare" und "aktive" Kartenthemen) und die üblichen GIS-Funktionen (Zoomen, Identifizieren, Hot-Links, Entfernungs-Messung, Abfrage-Manager) genutzt werden. Eine Besonderheit stellt die Verlinkung über das "Hot-Link" Werkzeug mit dem Wissensportal "Wikipedia" dar, welche eine enge Verknüpfung zwischen GIS-Arbeit und Onlinerecherche ermöglicht. Bei letzterer sollte dem Aspekt der Quellenkritik jedoch genügend Zeit eingeräumt werden. Datenbankabfragen Der Abfragemanager sucht Geoinformationen nach vorgegebenen Bedingungen. Diese Bedingungen können selbst eingetragen werden. Ein Beispiel zur Abfrage der Austragungsorte nach 1968: Als "Variable" lässt sich das zu untersuchende Thema (hier: "Letztes Austragungsjahr") auswählen. Anschließend müssen noch der "Operator" ("> ") und ein beliebiger Wert ("1968") eingegeben werden. Nach dem Klicken auf "Abfrage bilden" und "Ausführen" werden die Ergebnisse als Tabelle am unteren Bildschirmrand und als gelb unterlegte Fläche auf der Karte angezeigt. Der WebGIS-Dienst beinhaltet eine Weltkarte samt Ländergrenzen sowie die Austragungsstätten Olympischer Sommerspiele von dem Beginn der Olympischen Spiele der Neuzeit (1896) bis zu den Spielen in Beijing (2008). Weitere Informationen zu den Ländern und den Austragungsorten (etwa die Anzahl der Athleten und Wettkämpfe) sind über einen Link ("Identifizieren") abrufbar. Inhaltlich kann auf den Dienst bei diversen topographischen Fragestellungen zurückgegriffen werden. Darüber hinaus bietet sich der Datenbaustein insbesondere für fächerübergreifendes Arbeiten an. Je nach Kooperationsfach (Geschichte, Sozialkunde, Sport) kann der Schwerpunkt auf historischen, sozialpolitischen oder sportwissenschaftlichen Aspekten liegen: Geographie - Geschichte Hintergründe der Terroranschläge von 1972 Geographie - Sozialkunde Auswirkungen sportlicher Großveranstaltungen auf die lokale Bevölkerung Geographie - Sport Gemäß der Forderung im Lehrplan Sport "Spiele (Sport) in anderen Ländern"

  • Geographie
  • Sekundarstufe I

WebGIS-Schule - Kontinentalität und Maritimität

Unterrichtseinheit

Strandurlaub und sibirische Kälte in gleicher Breitenkreislage – das ist möglich? Mit dem kostenfreien Dienst "WebGIS-Schule" können Schülerinnen und Schüler die starken Auswirkungen von Kontinental- und Seeklima eigenständig erarbeiten.Der WebGIS-Dienst "Das Klima weltweit" stellt monatliche Temperatur- und Niederschlagsdaten von 1.270 Klimastationen zur Verfügung. Die Nutzung dieser Daten im Schulunterricht erfordert keine Installation spezieller Software. Eine ausreichende Anzahl an Computer-Arbeitsplätzen mit Internetzugang und Browser genügt. Die Schülerinnen und Schüler sollten die Klimazonen der Erde kennen (zum Beispiel die fünf thermisch definierten Klimazonen nach Siegmund und Frankenberg), auf die der vorliegende Unterrichtsentwurf vertiefend eingeht. Indem die Klimadaten des WebGIS für logische Abfragen über Temperaturamplituden und Niederschlagsverhältnisse genutzt werden, lassen sich kontinentale und maritime Regionen individuell herausarbeiten.Kernanliegen des Entwurfes ist es, das eigenaktive Problemlösen zu üben. Dabei ergibt sich nicht selten ein Dilemma: Einerseits gilt es, den Unterricht offen zu gestalten und nicht etwa fertige Lösungswege vorzugeben. Andererseits muss bei aller Offenheit des Unterrichts auch den Leistungsschwächeren eine Problemlösung möglich sein. Im Sinne einer Binnendifferenzierung bieten sich dabei Hilfekarten an. Durch gestufte Hilfen werden dabei die Lernhürden gesenkt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass letztlich alle Schülerinnen und Schüler auf individuellem Anforderungsniveau zu einer Lösung kommen. Hinweise zum WebGIS und zum Arbeitsblatt Informationen zum Abfragemanager sowie Tipps zur Erarbeitung, zum Einsatz der Hilfekarten, zur Ergebnissicherung und Zusatzaufgaben Die Schülerinnen und Schüler sollen die Lage kontinental und maritim geprägter Regionen aus einer modernen Informationsquelle herausarbeiten können, indem sie mithilfe des WebGIS-Dienstes adäquate Abfragen formulieren. die Lage kontinentaler und maritimer Klimastationen beschreiben und erklären können. die im WebGIS gewonnenen Informationen in einer Karte sachgemäß darstellen können. die Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität von Wasser und Gestein für das Kontinental- und Seeklima erläutern können. sich im eigenständigen Arbeiten üben, indem Sie auf ein gegebenes Problem individuelle Lösungswege entwickeln. Über die Funktion "Hot-Link" können die Klimadiagramme von mehr als 1.200 Klimastationen weltweit als Pop-up-Fenster angezeigt werden. Dafür muss der Pop-up-Blocker des Browsers ausgeschaltet sein. Das Werkzeug "Identifizieren" ermöglicht das Anzeigen der durchschnittlichen Temperatur- und Niederschlagswerte der Klimastationen. Wesentliches Werkzeug des vorliegenden Entwurfs ist der "Abfragemanager". Mit seiner Hilfe sind logische Abfragen der Klimawerte möglich. Ein Beispiel: Gemäß Siegmund und Frankenberg zeichnen die Tropen eine Jahresdurchschnittstemperatur von über 24 Grad Celsius aus. Eine entsprechende Abfrage an das System (Jahresdurchschnittstemperatur > 24 Grad Celsius) selektiert beispielsweise alle Klimastationen, die dieses Kriterium erfüllen. Das Ergebnis wird automatisch kartographisch dargestellt. Zur methodischen Heranführung an die Arbeit mit dem Abfragemanager bietet sich die Unterrichtseinheit WebGIS-Schule - Klimazonen der Erde an. Erarbeitung Anhand eines Schulbuchtextes oder eines Wikipedia-Eintrags eignen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst die wesentlichen Merkmale von kontinentalem und maritimem Klima an (Höhe der Jahrestemperaturamplitude). Anschließend wird an einem Beispiel die Funktionsweise des Abfragemanagers eingeführt (Aufgabe 2 des Arbeitsblatts "kontinentalitaet.pdf"). Sollten die Lernenden bis dahin noch nie mit dem Abfragemanager gearbeitet haben, ist eine kurze Einführung durch die Lehrkraft via Beamer empfehlenswert. In Aufgabe 3 des Arbeitsblatts gilt es nun, die extremsten Jahrestemperaturamplituden der Nordhalbkugel zu ermitteln. In den Arbeitsanweisungen wurden bewusst keine konkreten Angaben zum Lösungsweg gemacht. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler zur individuellen Auseinandersetzung mit dem Problem zu bewegen. Durch Karten mit gestuften Hilfestellungen (Scaffolding) wird ermöglicht, dass alle Lernenden die Problemstellung letztlich lösen (hilfekarten.pdf). Umgang mit den Hilfekarten Sollten die Schülerinnen und Schüler zuvor noch nie mit Hilfekarten gearbeitet haben, sind einige Hinweise zu beachten: Die Karten sollten erst nach einigen Minuten bereitgestellt werden, um die Lernenden zunächst zu einer eigenständigen Auseinandersetzung mit der Aufgabe zu bewegen. Anschließend sollen die Hilfekarten am Pult ausgelegt werden, wobei selbstverständlich nicht alle vier Hilfekarten auf einmal genommen werden dürfen. Vielmehr geht es um gestufte Hilfen: Jede Karte soll die Lernhürde sukzessive senken. Lassen Sie den Lernenden ausreichend Zeit, sich mit dem Abfragemanager, den Hilfekarten und dem Arbeitspartner auseinanderzusetzen. Übung und Ergebnissicherung Nachdem die Schülerinnen und Schüler die kontinentalsten Stationen ermittelt haben, bietet es sich an, die Ergebnisse und Lösungswege im Klassenverband zu diskutieren. Die Ermittlung der maritimsten Stationen kann dann wieder als Übung durch die Lernenden geschehen. Zum Erreichen der kognitiven Lernziele ist im Anschluss eine detaillierte Kartenauswertung notwendig. Wesentliche Leitfragen sind dabei: Wieso sind die Temperaturamplituden auf der Nordhalbkugel extremer als auf der Südhalbkugel? Wieso ist die Kontinentalität in Eurasien extremer als in Nordamerika? Wieso liegen die kontinentalen Stationen überwiegend an den Westküsten der Mittelbreiten? Zusatzaufgaben Erfahrungsgemäß befinden sich in jedem Kurs einige Schülerinnen und Schüler, die im Umgang mit dem Abfragemanager besonderes Geschick entwickeln. Gerade für sie können die Konzepte des Kontinentalitätsgrades nach Iwanow und Schrepfer eine reizvolle Vertiefung bieten.

  • Geographie
  • Sekundarstufe II

Vulkanismus mit GIS - Risikokartierung

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Vulkanismus erstellen die Schülerinnen und Schüler ein Modell der Risikoanfälligkeit und kartieren die Risikogebiete der Erde mit einem Geographischen Informationssystem.Diese Unterrichtseinheit zum Thema Vulkanismus beschreibt, wie mit frei zugänglichen Daten von der NGDC-Website (National Geophysical Data Center) HTML-Seiten mit Informationen zu Vulkanen und deren Lage als Ereignisthema im Diercke GIS 2.0 dargestellt werden können. Ein Klick auf die linke Abbildung zeigt Ihnen das Ergebnis. Der Artikel richtet sich in erster Linie an GIS-Fortgeschrittene, die zum Beispiel mit dem Diercke-GIS-Datenbaustein "UN-Entwicklungsindex (HDI-GDI)" Erfahrungen gemacht haben. Das Thema der in einem Leistungskurs der Jahrgangsstufe 13 durchgeführten Unterrichtseinheit beruht auf der Umsetzung des Lehrplans für Gymnasien in Schleswig-Holstein über Katastrophen, Krisen und Konflikte: Risikogebiete der Erde (13.2). Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Darstellung der GIS-Arbeit der Schülergruppe, die sich mit den Vulkanen beschäftigte. Der GIS-Einsatz lässt sich neben Naturkatastrophen (Erdbeben, Tsunami, Vulkanausbrüche, Wirbelstürme, Überschwemmungen) auch auf die Behandlung "menschlicher Katastrophen" übertragen (Kriege, Chemieunfälle, Hungersnöte), die im Rahmen des Themas "Risikogebiete der Erde" auch behandelt wurden. Die Methode "Ereignisthema" Um zu digitalen Karten bei der Nutzung des Diercke GIS zu kommen, bieten sich (nicht nur) für Schulen mehrere Wege an: Arbeit mit mitgelieferten Shapes oder weiteren Bausteinen Download fertiger Shapes - meist nach langer Suche aus dem Internet Verknüpfung selbst erstellter Tabellen mit vorhandenen Shapes eigene Digitalisierung, die meist sehr zeitaufwändig ist Nutzung der Methode "Ereignisthema" Während die ersten Punkte den GIS-Nutzerinnen und Nutzern meist geläufig sind, ist die Ereignisthema-Methode weniger verbreitet. Unter einem Ereignisthema versteht man im Diercke GIS ein Punktethema, für das die Koordinaten nur in einer mehrspaltigen Tabelle (als TXT oder DBF) vorliegen, die in eine digitale Karte (Punkt-Shape) umgewandelt werden soll. Die Diercke GIS Onlinehilfe liefert folgende Definition: "Bei Ereignissen handelt es sich um Punktobjekte, deren Ort in einer Tabelle definiert ist, jeweils mit einem Objekt pro Datensatz. Ein Ereignis kann sich [ ... ] an einer bekannten X-Y-Koordinate befinden." Mit dieser Unterrichtseinheit möchte ich am Beispiel der Vulkane deutlich machen, dass das Ereignisthema sehr interessante Möglichkeiten bietet. Das folgende PDF gibt Ihnen technische Hinweise und Tipps zur Umsetzung des Projektes mithilfe von Daten des National Geophysical Data Center (NGDC) zu den Themen Vulkane oder Erdbeben. Die Schülerinnen und Schüler stellen Risikofaktoren zusammen. verarbeiten die Indikatoren zu einem Verwundbarkeitsindex. typisieren die Regionen nach dem Grad der Verwundbarkeit. erstellen ein Modell der Verwundbarkeit (zum Beispiel eine Weltkarte der Verwundbarkeit oder eine Risikokartierung auf Länderebene auf der Grundlage länderspezifischer Detailstudien). Um zu digitalen Karten bei der Nutzung des Diercke GIS zu kommen, bieten sich (nicht nur) für Schulen mehrere Wege an: Arbeit mit mitgelieferten Shapes oder weiteren Bausteinen Download fertiger Shapes - meist nach langer Suche aus dem Internet Verknüpfung selbst erstellter Tabellen mit vorhandenen Shapes eigene Digitalisierung, die meist sehr zeitaufwändig ist Nutzung der Methode "Ereignisthema" Während die ersten Punkte den GIS-Nutzerinnen und Nutzern meist geläufig sind, ist die Ereignisthema-Methode weniger verbreitet. Unter einem Ereignisthema versteht man im Diercke GIS ein Punktethema, für das die Koordinaten nur in einer mehrspaltigen Tabelle (als TXT oder DBF) vorliegen, die in eine digitale Karte (Punkt-Shape) umgewandelt werden soll. Die Diercke GIS Onlinehilfe liefert folgende Definition: "Bei Ereignissen handelt es sich um Punktobjekte, deren Ort in einer Tabelle definiert ist, jeweils mit einem Objekt pro Datensatz. Ein Ereignis kann sich [ ... ] an einer bekannten X-Y-Koordinate befinden." Mit dieser Unterrichtseinheit möchte ich am Beispiel der Vulkane deutlich machen, dass das Ereignisthema sehr interessante Möglichkeiten bietet. Das folgende PDF gibt Ihnen technische Hinweise und Tipps zur Umsetzung des Projektes mithilfe von Daten des National Geophysical Data Center (NGDC) zu den Themen Vulkane oder Erdbeben. Weitere Materialien Die Datei erdbeben.txt enthält Daten des Seebebens, das den Tsunami vom 26. Dezember 2004 auslöste. Aus dieser Datei kann mithilfe der Ereignisthema-Methode eine Erdbebenkarte erstellt werden. Shape-Dateien Eine digitale Karte in Form von Shapedateien besteht aus mehreren Dateien, die die Geometrie (SHP) einerseits und die Sachdaten in Tabellenform (DBF) zu jedem Objekt mittels einer Indexdatei (SHX) verbinden. In den nicht immer vorhandenen SBN- und SBX-Dateien wird ein raumbezogener Index gespeichert. Diese Dateien müssen immer im selben Verzeichnis stehen und werden vom Diercke GIS zusammen geladen.

  • Geographie
  • Sekundarstufe II

Infografiken im Geografie-Unterricht: Pimp your topic

Unterrichtseinheit

In diesem Unterrichtskonzept zum Thema Infografiken werden konkrete Nutzungsvorschläge gemacht, wie Infografiken im Geografie-Unterricht eingesetzt werden können. Besonders bieten sich diese im Ergänzungsfach "Seminarfach" an, in dem die Schülerinnen und Schüler wissenschaftliche Facharbeiten schreiben müssen. Dabei geht es nicht nur um das Verfassen der Arbeit, sondern auch um die Präsentation der gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse.Die meisten Schülerinnen und Schüler verwenden zur Präsentation ihrer Ergebnisse das bekannte Präsentationsprogramm "PowerPoint". Es geht aber auch anders, wie die vorliegende Unterrichtseinheit zeigt. Im Rahmen des Erdkunde-Unterrichts in der Jahrgangsstufe 10 lernen die Schülerinnen und Schüler anhand verschiedener Tools aus dem Internet, wie sie schnell und ansprechend wichtige Daten zusammenfassen und anschaulich für Leser und Zuhörer präsentieren können. Diese Tools stellen aber nicht nur eine Hilfe für die Jugendlichen dar, sondern können auch Lehrkräften helfen, Unterrichtsinhalte knapp und prägnant zusammenzufassen, Klausurthemen zu bündeln, eine Unterrichtsreihe zu strukturieren oder einfach nur Unterrichtsinhalte zu "pimpen". Vorteile von Infografiken Infografiken kommen in der digitalen Welt immer häufiger vor und begegnen uns auch oft in den Printmedien, hier vor allem in Tages- und Wochenzeitungen. Zu den wohl bekanntesten Quellen zählen die Zeit und die Süddeutsche Zeitung. Sie fassen wesentliche Informationen in Kürze zusammen und faszinieren an vielen Stellen Leserinnen und Leser durch die grafische Aufmachung und imposante Darstellung. Tools für Infografiken Im Rahmen dieses Unterrichtskonzepts sollen die Schülerinnen und Schüler einer 10. Klasse gegen Ende des Schuljahres in Dreiergruppen zu einem selbst gewählten geografischen Thema eines der drei Tools "easel.ly", "piktochart" und "infogr.am" nutzen, um die Themeninhalte zu präsentieren. Die Themenauswahl erfolgt geleitet an der Fülle an Informationen im Internet. So könnten sich beispielsweise Gruppen mit dem Wasserverbrauch oder der Wasseraufbereitung beschäftigen. Andere Gruppen wiederum könnten Naturkatastrophen, Antarktis und den Tropischen Regenwald als Themen wählen. Das Thema Flüchtlinge als geopolitisches Thema könnte ebenso ausgewählt werden wie die Stadt Dubai. Ablauf des Unterrichtskonzepts "Infografiken" Hier erhalten Sie nähere Informationen zum Ablauf des Unterrichtskonzepts und zu den eingesetzten Tools zur Erstellung der Info-Grafiken. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, wichtige von unwichtigen Aspekten eines Themas zu unterscheiden. lernen die Reduktion von umfassenden Inhalten auf Schlüsselbegriffe. lernen, Zusammenhänge zu erfassen und in die passende grafische Form umzusetzen. lernen, die Ergebnisse zu präsentieren und über die dargestellten Zusammenhänge hinaus Informationen wiederzugeben. lernen, Texte und Zahlen in eine grafische Struktur umzusetzen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, mit dem entsprechenden Grafikprogramm umzugehen und themengebunden den Einsatz von Farben, Schriften und Formen richtig einzusetzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten sowohl in Gruppen als auch selbstorganisiert. Schritt 1: Themenfindung Für die Themenfindung und die Suche nach Informationen sollte man mindestens eine Doppelstunde verwenden. Für viele Schülerinnen und Schüler ist es schwer, ein geeignetes Thema innerhalb der Gruppe zu finden, sämtliche Inhalte zu sichten und die Inhalte dann auf wenige, strukturierte Schlüsselbegriffe zusammenzufassen. Zu Beginn der Einheit sollten sich die Schülerinnen und Schüler zunächst auf den oben genannten Seiten der Zeit und der Süddeutschen Zeitung umsehen, um verschiedene Beispiele von Infografiken zu sehen. Darüber hinaus können sie die Seite informationisbeautiful.net des englischen Informationsdesigners David McCandless ansehen. Dieser ist der bekannteste Blogger, der die Welt in ansprechenden Grafiken erforscht. Vorab ist es auch wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler sich mit den drei Tools auseinandersetzen, ehe sie eine Wahl treffen, mit welcher Internetseite sie arbeiten wollen. Da alle Tools in englischer Sprache sind, brauchen die Schülerinnen und Schüler auch hier eine gewisse Einarbeitungs- und Kennenlernzeit. Schritt 3: Umgang mit den Tools Wenn es sich um eine 10. Klasse handelt, ist eine kurze Einführung von Seiten der Lehrkraft nicht notwendig. Sollten die Tools in niedrigeren Klassenstufen verwendet werden, ist eine kurze Einführung sicherlich sinnvoll. Auf jeden Fall sollte man die Schülerinnen und Schüler vorab darüber informieren, dass sie sich bei den Seiten anmelden müssen, um die Infografiken speichern und zu einem späteren Zeitpunkt weiterbearbeiten oder abrufen zu können. Ein kurzer Hinweis auf die Sicherheit im Internet und die Anonymität der Daten ist auch hier sinnvoll. Um die privaten Daten zu schützen, sollten die Schülerinnen und Schüler nicht ihre richtigen Namen angeben, sondern Kürzel wie "abc123" verwenden. Wichtig ist auch hier der Hinweis, Nutzernamen und Passwort zu notieren, da sonst die Daten in der nächsten Stunde nicht mehr zugänglich sind. Für die Einarbeitung in die beiden Tools sollten Sie ein bis zwei Unterrichtsstunden einplanen. Das eigentliche Erstellen der Infografiken dauert rund ein bis zwei Doppelstunden. Es ist sehr wichtig, dass hier eine genaue zeitliche Vorgabe erfolgt, da die Schülerinnen und Schüler sonst immer weiter an der Infografik feilen und so nie fertig werden. Tool 1: easel.ly Das Tool "easel.ly" ist intuitiv zu bedienen und recht einfach. Es werden verschiedene vorgefertigte Themen angeboten, zu denen man unterschiedliche Objekte wählen kann. Hintergründe, Schriftarten und Textkörper können eingestellt und variiert werden. Die meisten Schülerinnen und Schüler entscheiden sich erfahrungsgemäß für dieses Tool. Das Tool "Piktochart" ist schon etwas anspruchsvoller. Auch hier kann man auf vorgefertigte Themen zurückgreifen und diese verändern. Hinzu kommt aber noch, dass man in dieses Tool auch eigene Daten und Statistiken einbinden kann. Wer sich also für Daten-Graphen entscheidet, für den ist dieses Tool geeignet. Die Grafiken können dann, nachdem man sich erfolgreich angemeldet hat, entweder als Bilddateien gespeichert werden oder aber als HTML-Code generiert werden, sodass man die Grafik bequem und einfach in eine HTML-Seite einbinden kann. Tool 3: infogr.am Das Tool "infogr.am" ist ähnlich einfach zu bedienen wie die beiden anderen. Hier lassen sich eigene Bilder und Daten gut einflechten und man kann ebenfalls auf vorgefertigte Themen und Bausteine zurückgreifen. Einziges Manko dieser Seite ist, dass man die Grafiken nicht herunterladen kann, sondern diese nur per Social Media oder auf der Seite von infogr.am veröffentlichen kann oder aber als HTML-Code in eine Internetseite einbindet. In der abschließenden Doppelstunde stellen die einzelnen Gruppen ihre Grafiken kurz vor. Dabei sollten sie neben der Präsentation der inhaltlichen Ergebnisse auch die Wahl der Grafik und die Wahl der Farben kurz begründen. Eine Erläuterung des gewählten Tools sollte ebenfalls erfolgen.

  • Geographie
  • Sekundarstufe II

Braunkohle - Landnutzungswandel durch den Tagebau

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Braunkohletagebau setzen sich die Lernenden mit dessen vielfältigen Auswirkungen auf ökologische, ökonomische wie auch soziale Aspekte auseinander. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Am Beispiel des Braunkohletagebaus Hambach westlich von Köln werden die Entstehung und Lage von Braunkohle sowie die Abbautechniken genau erklärt. Ergänzend vergleichen und bewerten die Schülerinnen und Schüler die Entwicklung verschiedener durch den Braunkohleabbau geprägte Gebiete. Dabei sollen sie die Bedeutung des Braunkohleabbaus für die deutsche Energieversorgung verstehen und die Entwicklung nach der Rekultivierung einschätzen lernen. Die Materialien und computergestützten Anwendungen stammen aus dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS). Das Projekt des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II.Der Eingriff des Menschen in den Naturhaushalt lässt sich besonders gut am Beispiel des Braunkohletagebaus ableiten. Der Ausbau der Tagebaugruben führt entsprechend der Größe des Eingriffes in den Landschaftshaushalt zu einer Vielzahl von ökologischen, sozialen und ökonomischen Auswirkungen. Die Untersuchung der Zusammenhänge und ihrer Folgen für Mensch und Natur geschieht dabei immer häufiger mithilfe von Fernerkundung. Auf diese Weise lassen sich zeitliche Veränderungen analysieren, Problemstellungen identifizieren und mögliche Wechselwirkungen zwischen Mensch, Umwelt, Politik und Wirtschaft ableiten. In dieser Unterrichtseinheit zum Braunkohletagebau wird ein breites Spektrum an Fernerkundungsdaten eingesetzt, das den Schülerinnen und Schülern die Vielzahl der Einsatzmöglichkeiten dieser Daten näher bringt. Es gibt immer mehr Open Source-Produkte im GIS-Bereich, die auch für den Einsatz an Schulen geeignet sind. Die beiden hier vorgestellten Software-Pakete LandSerf und Jump4Schools sind einfach zu installieren (nur JAVA erforderlich) und zeichnen sich durch eine einfache Menüführung aus. Unterrichtsverlauf 1. und 2. Stunde Der Einstieg in die Thematik Braunkohletagebau erfolgt über ein Satellitenbild; anschließend erarbeiten die Lernenden den Entstehungsprozess der Braunkohle. 3. Stunde: Digitales Geländemodell Hier finden Sie Informationen zur Installation und Nutzung der Open Source Software "LandSerf", mit der sich das Höhenprofil des Tagebaus darstellen lässt. 4. Stunde: Landschaftswandel durch den Tagebau Im nächsten Schritt analysieren die Lernenden die Landschaftsveränderung durch Braunkohletagebau mithilfe eines Geoinformationssystems (GIS). 5. Stunde: Soziale Folgen des Braunkohletagebaus Die letzte Stunde dieser Unterrichtsreihe untersucht die sozialen Folgen, die mit einer Umsiedelung der Bevölkerung aus den Abbaugebieten des Braunkohletagebaus verbunden sind. Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe von Satellitenbildern Landschaftsveränderungen durch den Braunkohletagebau erkennen. können Entstehung, Lage und Abbau von Braunkohle erklären. diskutieren die wirtschaftliche Bedeutung der Braunkohle sowie die ökologischen und sozialen Folgen ihres Abbaus. Zum Einstieg in das Thema bietet sich diese Satellitenaufnahme von Deutschland an (Abbildung 1, Platzhalter bitte anklicken). Zunächst geht es darum, das Rheinische Braunkohlerevier im Satellitenbild zu identifizieren. Dazu wird das Bild mittels Beamer an eine Leinwand projiziert. Die Schülerinnen und Schüler sollen mögliche wirtschaftliche, ökologische und soziale Folgen des Abbaus diskutieren. Mit einem kostenlosen Bildbearbeitungsprogramm (zum Beispiel IrfanView ) kann man stufenlos in das Bild hineinzoomen und die Landschaftsstrukturen westlich von Köln genauer untersuchen. Die Folien 1 bis 4 und das Arbeitsblatt 1 dienen dazu, die wirtschaftliche Bedeutung der Braunkohle genauer zu erarbeiten. Die zweite Stunde dieser Unterrichtsreihe kommt ohne Fernerkundung aus. Aus diesem Grund ist das hier vorgestellte Material nur als Vorschlag zu sehen. Es kann genauso gut mit anderem Material und anderen Ideen gearbeitet werden. Im Idealfall sollte die gesamte Stunde im Computerraum durchgeführt werden. Die Schülerinnen und Schüler können dann die besprochenen Aufgaben selber am Rechner mithilfe von Arbeitsblatt 4 (braunkohle_ab_4_abbau.pdf) erarbeiten. Zur genaueren Analyse der Tagebauflächen eignet sich die Aufnahme des ASTER-Sensors besser als die MODIS-Aufnahme aus Abbildung 1, da diese eine höhere räumliche Auflösung bietet (siehe Abbildung 2). Auch dieses Satellitenbild kann mit einem herkömmlichen Bildbearbeitungsprogramm mittels Beamer an die Wand projiziert werden. Um jedoch die Geländeform zu verdeutlichen, bedienen wir uns im nächsten Schritt eines digitalen Geländemodells. Nun kommt die Software zum Einsatz. Es gibt immer mehr Open Source-Produkte im GIS-Bereich, die sich auch für den Einsatz an Schulen eignen. LandSerf wurde an der City University von London entwickelt. Das Programm gibt es nur mit englischer Menüführung, deshalb - und auch aufgrund der relativen Komplexität - ist es eher für Oberstufenschüler geeignet. LandSerf steht unter www.landserf.org zum Download bereit und ist speziell für die Bearbeitung und Visualisierung von Digitalen Geländemodellen entwickelt worden (siehe auch unter Zusatzinformationen). Die Software basiert auf JAVA , daher muss dies auf den Computern installiert sein. Hinweise zur Arbeit mit LandSerf Der Einsatz von LandSerf im Unterricht sollte durch die Lehrkraft angeleitet werden, das heißt entweder zunächst am Beamer präsentiert oder durch Handreichungen mit Screenshots und Erläuterungen der wichtigsten Funktionen unterfüttert werden. Über den dritten Button von links öffnet man eine Datei. In dem dann erscheinenden Menü wird als Dateityp ArcGIS text raster (.grd, .asc) ausgewählt. Navigieren Sie zu der Datei srtm_rheinland.asc und öffnen Sie sie. Es erscheint bereits farbig eingefärbt das Digitale Geländemodell eines Ausschnitts aus der Region um Köln (siehe Abbildung 3). Gut zu erkennen sind die Gruben der Braunkohletagebaue in der Mitte des Bildes. Mit dem Werkzeug "Profile" (zu finden unter "Info") kann man einen Profilquerschnitt erstellen. Indem man mit dem Mauszeiger eine Linie über die Abraumhalde des Tagebaus Hambach und die Grube zieht, erhält man in dem kleinen Grafikfenster das dazu gehörige Höhenprofil (siehe Abbildung 4). Auf diese Weise lassen sich die tatsächlichen Höhenverhältnisse sehr schön visualisieren und die Lernenden erhalten einen Eindruck von der tatsächlichen Tiefe der Grube. Ein weiteres effektvolles Tool ist der 3D-Viewer (rotes Sternchen in der Button-Leiste oder unter dem Menüpunkt "Display"). Hier wird ein 3D-Eindruck des Geländes erzeugt, durch das die Schülerinnen und Schüler navigieren können. Vergleich der Ergebnisse mit dem Modell Die Schülerinnen und Schüler sollen nun aus den durch die Arbeit mit den ASTER- und SRTM-Daten gewonnenen Erkenntnissen ein Modell des rheinischen Braunkohletagebaus ableiten. Dies geschieht entweder gemeinsam auf einer Folie am Overheadprojektor oder in Einzelarbeit (Arbeitsblatt 4, Aufgabe 1). Die Ergebnisse der Schüler können im Anschluss mit einem offiziellen Modell des rheinischen Braunkohletagebaus verglichen werden (zur Bearbeitung in Einzelarbeit siehe Aufgabe 2 auf dem Arbeitsblatt). Dieses Modell befindet sich auf Folie 6. Wo liegen Gemeinsamkeiten und Unterschiede? Starten Sie das Programm durch Doppelklicken der Datei JUMP4Schools.exe. Die sogenannte JUMP Werkbank öffnet sich. Das Programm unterscheidet beim Datenimport zwischen zwei Datentypen: Karten und Folien. Unter Karten versteht man Rasterbilder, also zum Beispiel eingescannte topographische Karten oder Satellitenbilder. Diese Daten lassen sich in dem Programm nicht weiter verändern und dienen als Hintergrundbild, mit dessen Hilfe man Folien erstellen kann, den zweiten Datentyp. Zum Öffnen oder Neuerstellen von Daten öffnet man das Menü "Karten und Folien". Zum Öffnen eines Satellitenbildes klickt man auf "Karte laden". Zuerst wird das Bild aus dem Jahr 1989 geöffnet (hambach_1989.tif). Im Projektfenster erscheint das Satellitenbild des Tagebaus Hambach in einer Echtfarbendarstellung (Abbildung 5). Im linken Bereich des Projektfensters werden alle Karten und Folien angezeigt, die in das Projekt geladen wurden. Über das Häkchen sind sie an- und abschaltbar. Die Karte dient nun als Hintergrunddarstellung für die folgende Folie. Die Schülerinnen und Schüler können nun eine neue Folie erstellen, in dem sie im Menüpunkt "Karten und Folien" die Option "Neue Folie hinzufügen" auswählen. Eine Folie ist im Gegensatz zu einer (Raster-)Karte eine Vektordatei. Prinzipiell kann es sich dabei um einen Punkt, eine Linie oder ein Polygon handeln. Die einzelnen Eckpunkte der Linien und Polygone können beliebig verschoben werden. Eine kleine Werkzeug-Box öffnet sich. Durch Anklicken der Option "Erzeuge Polygon" (links oben) wird dieses Werkzeug aktiv und der Mauszeiger zu einem Fadenkreuz. Nun können die Lernenden die Umrisse des Tagebaus mit dem Mauszeiger nachzeichnen. Mit einem Doppelklick wird das Polygon geschlossen. Abbildung 6 zeigt das in etwa zu erwartende Ergebnis. Hat man eine neue Folie erstellt, erscheint sie mit dem Namen "Neu" im linken Teil des Projektfensters. Durch einen Doppelklick auf den Namen kann man diesen verändern. Ebenso kann man die Farbdarstellung des Polygons ändern, indem man auf das Palettensymbol ("Darstellung ändern") klickt und eine Farbe auswählt. Will man noch die Fläche des Polygons berechnen lassen, wählt man über den Menüpunkt "Funktionen" die Option "Fläche berechnen". In Kleingruppen analysieren die Schülerinnen und Schüler die Entwicklung in drei verschiedenen Gemeinden. Unter Zuhilfenahme einer Atlaskarte diskutieren die Lernenden die möglichen Folgen des Braunkohletagebaus für die Siedlungsgebiete. Die Arbeitsblätter 5a, 5b und 5c zeigen Zeitreihen in den Gemeinden Bedburg, Jüchen und Niederzier im rheinischen Braunkohlerevier (siehe Abbildung 7). Die Schülerinnen und Schüler können so die Veränderung der Siedlungsstruktur während der letzten Jahrzehnte nachvollziehen und sich mit den sozialen Folgen des Braunkohletagebaus auseinander setzen. Bevor die Schülerinnen und Schüler in die Diskussion starten bleibt zu klären, was mit den ehemaligen Abbauflächen passiert. Folie 7 zeigt eine Karte mit Betriebsflächen, Rekultivierungsflächen und Umsiedelungen.

  • Geographie
  • Sekundarstufe II