Mit bloßem Auge (visuell) und mit fotografischen Mitteln lassen sich Planetenbewegungen am Fixsternhimmel beobachten, dokumentieren und verstehen. Wertvolle Dienste leisten dabei Planetarium- und Bildbearbeitungssoftware. Schülerinnen und Schüler aller Altersstufen können bei der visuellen und fotografischen Beobachtung der Planeten unseres Sonnensystems "Himmelsmechanik live" erleben und dokumentieren. Informationen zur Sichtbarkeit der Planeten am Abendhimmel finden Sie unter Links und Literatur. Zur Vorbereitung der Beobachtungen können mithilfe kostenfreier Planetarium-Software (z.B. Stellarium ) Simulationen durchgeführt und Sternkarten ausgedruckt werden. Die linke Abbildung zeigt den Saturn, aufgenommen von einer Schülergruppe am Observatorium Hoher List in der Eifel. Visuelle Beobachtungen sind mit der Planetarium-Software Stellarium planbar, nachvollziehbar und vertiefbar. Die kostenlose Bildbearbeitungssoftware Fitswork erlaubt die Rekonstruktion von Planetenbahnen am Sternenhimmel aus Fotos, die Lernende mit einfachen Digitalkameras anfertigen können. Im Unterricht sollen den Schülerinnen und Schülern Medien, Materialien und Kenntnisse an die Hand gegeben werden, die sie zur eigenständigen Himmelsbeobachtung anregen und befähigen. Die Resultate solcher Beobachtungen werden im Unterricht zusammengetragen, ausgewertet und diskutiert. Fachliche Voraussetzungen Was sind Ekliptik, rückläufige Bewegungen und Planetenschleifen? Warum haben nur Merkur und Venus Phasen wie der Mond? Allgemeine Hinweise zum Auffinden von Planeten Mit der kostenfreien Software Stellarium können Sie den Sternhimmel mit den Positionen der Planeten zu jeder Zeit an Ihrem Standort darstellen. Materialien für die Beobachtung - Beispiel 2010 Die Himmelskarten aus dem Jahr 2010 sind natürlich nicht mehr verwendbar. Sie sollen jedoch als Anregung für die Erstellung aktueller eigener Materialien dienen. Rekonstruktion von Planetenbahnen aus Fotografien Zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommene Himmelsfotos werden mit der kostenfreien Software Fitswork addiert. Die Bewegung eines Planeten wird dabei als "Spur" deutlich. Die Schülerinnen und Schüler verstehen, warum und wie sich die Planeten am Himmel in unmittelbarer Nähe der Ekliptik bewegen. simulieren Planetenbewegungen mit Planetarium-Software. finden die Planeten Venus, Mars, Jupiter und Saturn am Nachthimmel auf. dokumentieren den Lauf der Planeten Venus, Jupiter und Saturn, basierend auf eigenen Beobachtungen. lernen einfache Verfahren der digitalen Bildbearbeitung kennen und wenden diese an. Erdrotation und die Bewegung der Fixsterne Die Erde rotiert um eine Achse, die durch ihre beiden geographischen Pole führt. Die Erdrotation erfolgt von Westen nach Osten, also - von Norden auf die Erde gesehen - gegen den Uhrzeigersinn. Die Folge davon ist, dass der Sternenhimmel damit alle Himmelsobjekte für einen irdischen Beobachter einmal in etwa 24 Stunden auf einem Kreis von Osten nach Westen rotieren. Die Mittelpunkte aller dieser Kreise liegen auf der ins Weltall verlängerten Erdachse. Die Positionen der Sterne relativ zueinander ändern sich während eines Menschenlebens so gut wie nicht erkennbar. Deshalb heißen Sterne auch "Fixsterne": Sie scheinen an der rotierenden Himmelskugel ihren festen Platz zu haben. Entstehung des Sonnensystems Um die Bewegung der Planeten am Himmel verstehen zu können, sind einige grundlegende Kenntnisse über die Struktur des Sonnensystems erforderlich. Unser Sonnensystem entstand vor etwa vier Milliarden Jahren aus einer rotierenden, flachen Gas- und Staubscheibe. Aus der protoplanetaren Scheibe entstanden die Körper unseres Sonnensystems. Abb. 1 zeigt dies in einer künstlerischen Darstellung der NASA (Grafik zur Vergrößerung bitte anklicken). Planeten übernehmen den Drehimpuls der Staubscheibe Beinahe die gesamte Masse dieser Staubscheibe konzentrierte sich in der Sonne, in deren Innerem die enormen Gravitationskräfte die Bedingungen für den Ablauf von Kernfusionen herstellen. In den äußeren Bereichen der Staubscheibe "verklumpte" die dort ursprünglich vorhandene Materie zu den als Planeten, Kleinplaneten und Kleinkörpern des Sonnensystems bekannten Objekten. Die Planeten tragen den Großteil des Drehimpulses der ursprünglichen Staubscheibe und bewegen sich deshalb mit gleichem Umlaufsinn mehr oder weniger in derselben Ebene. Ihre Bahnen sind Ellipsen mit der Sonne in einem der Brennpunkte. Die Formen dieser Ellipsenbahnen weichen nur geringfügig von der Kreisform ab. Sonne, Mond und Planeten bewegen sich auf der Ekliptik Die Bahn, die die Sonne im Verlauf eines Jahres an der "Himmelskugel" beschreibt, wird Ekliptik genannt. Damit kann man die Ekliptik auch auffassen als Schnittkreis der Himmelskugel mit der Ebene, in der die Erde die Sonne umrundet. Durch die Entstehung der Planeten und der Sonne aus der flachen Staubscheibe unterscheiden sich die Bahnebenen der Planeten nicht allzu sehr von einander. Betrachtet man von der Erde aus andere Planeten (oder unseren Mond), dann müssen sie sich also - mehr oder weniger - auf oder nahe der Ekliptik bewegen. In unseren nördlichen Breiten stellt sich die Ekliptik als Bogen am südlichen Himmel dar, der von Osten kommend nach Süden ansteigt, um dann zum Westhorizont abzufallen. Bewohnerinnen und Bewohner der Südhalbkugel müssen sich nach Norden richten, um einen Blick auf die Ekliptik zu werfen. Die Zeit um die "Opposition" ist die günstigste Beobachtungszeit Wie wir auf der Erde die Bewegung eines Planeten in der Nähe der Ekliptik wahrnehmen, hängt davon ab, welchen Planeten wir betrachten. Am einfachsten sind die Bewegungen der außerhalb der Erdbahn liegenden Planeten Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zu verstehen. Wir sehen, wie sich diese Planeten vor dem Fixsternhimmel nahe der Ekliptik von West nach Ost beziehungsweise von "rechts nach links" bewegen. Wenn einer dieser Planeten seine Opposition erreicht (Abb. 2), ist er der Erde am nächsten und am hellsten. Er ist dann die ganze Nacht über am Himmel zu beobachten. Im Zeitraum um die Konjunktion herum befinden sich die Planeten am Taghimmel und sind nicht zu sehen. Rückläufigkeit und Schleifen Wenn ein äußerer Planet seine Opposition erreicht und auf der "Innenbahn von der Erde überholt" wird, ändert er für einige Zeit die Bewegungsrichtung relativ zum Fixsternhimmel und wird "rückläufig". Bedingt durch die Geometrie der Konstellationen beschreiben die Bahnen von Mars und der äußeren Planeten um die Zeit der Opposition herum "Schleifen" an der Himmelskugel. Dies wird durch einige Animationen im Internet sehr gut veranschaulicht: Untere und Obere Konjunktion Die innerhalb der Erdbahn kreisenden Planeten Merkur und Venus "pendeln" von uns aus gesehen zwischen der größten westlichen und der größten östlichen Elongation hin und her (Abb. 3). Im Gegensatz zu Mars und den äußeren Planeten ist bei Venus und Merkur zwischen der unteren und der oberen Konjunktion zu unterscheiden. In den Zeiten um beide Konjunktionen befinden sich die Planeten nahe bei der Sonne am Taghimmel und sind nicht zu beobachten (ähnlich der "Neumondsituation"). Planetentransite Wenn sich Merkur oder Venus zum Zeitpunkt der unteren Konjunktion genau zwischen Erde und Sonne befinden, ist ein sogenannter Transit zu beobachten: Der Planet wandert als schwarzes Scheibchen über die Sonnenscheibe. Aufgrund der nicht ganz identischen Bahnebenen der Planeten geschieht dies jedoch nur selten (aus demselben Grund haben wir auch nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis). Abb. 4 zeigt den Venustransit von 2004, aufgenommen von einer Schülergruppe am Gymnasium Isernhagen (Niedersachsen). Der nächste Venustransit am 6. Juni 2012 ist, wenn die Sonne in Mitteleuropa aufgeht, schon fast beendet. Der nächste Merkurtransit am 09. Mai 2016 kann dagegen vollständig beobachtet werden. Phasen der Venus Im Gegensatz zu den anderen Planeten zeigen Venus und Merkur aufgrund ihrer Bewegung innerhalb der Erdbahn - wie der Mond - Phasen: Während der größten östlichen Elongation (siehe Abb. 3) ist eine "abnehmende Halbvenus" als auffälliger Abendstern zu beobachten. Zum Zeitpunkt der größten westlichen Elongation ist eine "zunehmende Halbvenus" als Morgenstern zu sehen. Vor oder nach der unteren Konjunktion erscheint Venus (kurz nach Sonnenuntergang beziehungsweise kurz vor Sonnenaufgang) als große, aber sehr schmale und wegen der geringen Leuchtkraft am noch hellen Himmel nicht ganz einfach zu findende Sichel (die Sichelform ist dann bereits in einem guten Feldstecher erkennbar). Um die obere Konjunktion herum erscheint das Planetenscheibchen dagegen voll beleuchtet, aber sehr klein (und ist dadurch ebenfalls in der Dämmerung nicht sehr auffällig). Durch das Zusammenspiel der Parameter Entfernung und Beleuchtung (Phase) des Planeten kommen die großen Helligkeitsschwankungen der Venus zustande. An einem bestimmten Punkt zwischen unterer und oberer Konjunktion erstrahlt Venus in ihrem "höchsten Glanz". Abb. 5 zeigt die Entwicklung der abnehmenden Venus bis hin zur scharfen Sichelform. Die Aufnahmen stammen von Jens Hackmann. Weitere Fotos finden Sie auf seiner Homepage: Schwer zu beobachten: Merkur Der flinke, uns auf seiner "Innenbahn" schnell überholende Merkur (wegen seiner Schnelligkeit hervorragend als "Götterbote" geeignet) zeigt die gleichen Phasen wie Venus, ist aber seltener und schwieriger zu beobachten: Er "ertrinkt" oft im Dunst der horizontnahen Luftschichten. Mit bloßem Auge sichtbar: Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn Neulinge tun sich häufig schwer damit, einen bestimmten Planeten am Himmel überhaupt zu finden und eindeutig zu erkennen. Es gibt jedoch gute Hilfsmittel, um dies auch unerfahrenen Beobachtern zu ermöglichen. Informationen zur Sichtbarkeit der Planeten am Abendhimmel finden Sie unter Links und Literatur. Zur Vorbereitung der Beobachtungen können mithilfe kostenfreier Planetarium-Software ( Stellarium , Cartes du Ciel ) Simulationen durchgeführt und Sternkarten ausgedruckt werden. Die schon im Altertum bekannten Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn sind mit bloßem Auge gut sichtbar. Die Beobachtung von Uranus und Neptun erfordert ein Fernrohr und den geübten Beobachter. Planeten halten sich nahe der Ekliptik auf und "flackern" nicht Planeten sucht man aus den bereits beschriebenen Gründen in der Nähe der Ekliptik, die als Bahn von Sonne und Mond am Himmel leicht auszumachen ist. Wenn man dann noch beachtet, dass Fixsterne funkeln, Planeten aber in einem ganz ruhigen Licht erscheinen und recht hell sind, sollte die letzte Hürde auf dem Weg zum Auffinden von Planeten leicht zu überwinden sein. Die Suchprozedur kann mit einer drehbaren Sternkarte unterstützt werden. Stellarium - vielseitig und einfach zu bedienen Die Himmelsrotation und die ihr überlagerten Planetenbewegungen lassen sich mit der Software Stellarium hervorragend simulieren und veranschaulichen. Stellarium ist ein kostenloses und einfach zu bedienendes Planetarium-Programm. Nach dem Programmstart gibt man Beobachtungsort und Beobachtungszeit ein (erster und zweiter Button der linken Menüleiste, die aufgeht, wenn man den Mauszeiger an den linken Bildschirmrand bewegt). Die Software zeigt dann den entsprechenden Himmelsanblick im Süden. Neben den Fixsternen werden auch die Planeten und wahlweise andere Objekte (Galaxien, Gasnebel, Sternhaufen) angezeigt. Um in andere Richtungen oder höhere Regionen über dem Horizont zu "blicken", bewegt man die Maus bei gedrückter linker Taste in die entsprechende Richtung. Drehen am Scrollrad der Maus vergrößert oder verkleinert die Himmelsdarstellung. Aufsuchkarten selbst erstellen und ausdrucken Zur Vorbereitung einer Planetenbeobachtung gibt man in Stellarium die geplante Beobachtungszeit ein, steuert mit der Maus wie beschrieben den gewünschten Himmelsausschnitt an und erzeugt per Screenshot einen Sternkartenausdruck, der den gewünschten Planeten mit seiner Fixsternumgebung zeigt. Ein solcher Ausdruck ist für wenig erfahrene Himmelsbeobachter die optimale Aufsuchhilfe für Planeten. Stellarium - ein virtuelles Planetarium für die Schule Die kostenfreie Planetarium-Software ermöglicht eine sehr realistische Darstellung der Himmelskugel. Beobachtungsort und -zeit können nach Wunsch festgelegt werden. Cartes du Ciel - Download Auch mit dieser freien Software lassen sich ausdruckbare Sternkarten erzeugen und durch vielfältige Einstellungsmöglichkeiten astronomische Beobachtungen vorbereiten. Planetensichtbarkeiten Für viele Schülerinnen und Schüler werden das Auffinden und die visuelle Beobachtung von Planeten schon eigenständige, neue Erfahrungen sein. Es liegt nahe, die dazu erworbenen Fertigkeiten zu einer vertieften Beschäftigung mit Planeten und dabei insbesondere mit deren Bahnen relativ zum Fixsternhimmel fruchtbar zu machen. Neben den von der Natur vorgegebenen Beobachtungsmöglichkeiten schränken schulische Rahmenbedingungen die Planetenauswahl und mögliche Beobachtungszeiträume ein. Lässt man nur Beobachtungen am nicht zu späten Abend zu, dann ergeben sich aus der Tabelle "Planetensichtbarkeit im Jahr 2010" (tabelle_planetensichtbarkeit_2010.pdf) fünf mit unterschiedlichen Farben hervorgehobene Projektmöglichkeiten: Merkur kann in den Tagen um den 4. April herum am Abendhimmel beobachtet werden (dunkelrot). Venus bietet im Zeitraum März bis September eine nur mäßige Abendsichtbarkeit (blau). Mars kann von Januar bis Mai gut verfolgt werden (orange). Jupiter bietet eine gute Abendsichtbarkeit von August bis Dezember (rot). Saturn lässt sich von Februar bis Juni beobachten (grün). Allgemeine Hinweise zur Beobachtung des Planeten im Jahr 2010 Die diesjährige Abendsichtbarkeitsperiode der Venus ist wenig spektakulär. Gezielte abendliche Beobachtungsaufträge für Schülerinnen und Schüler ergeben sich im Jahr 2010 nicht, denn die Beobachtungsmöglichkeit ist im Wesentlichen auf die Zeit der späten Dämmerung beschränkt. Eine Stunde nach Sonnenuntergang erreicht die Venus auch im Zeitraum um die größte östliche Elongation Höhen von nur wenig mehr als 10 Grad über dem West- beziehungsweise Westnordwesthorizont. Ursache dafür ist der Umstand, dass im Frühjahr und Frühsommer der Winkel zwischen Ekliptik und Westhorizont sehr gering ist. Die scheinbare Bahn der Venus am Himmel liegt sehr flach und gewinnt deshalb während der kurzen Abendsichtbarkeit des Planeten kaum Höhe über dem Horizont. Weitere Informationen zur Venus finden Sie in dem Beitrag Venus - Beobachtung der Phasen unseres Nachbarn . Allgemeine Hinweise zur Beobachtung des Planeten im Jahr 2010 Der Rote Planet ist in den ersten Monaten des Jahres 2010 eindeutig der "Star" am Abendhimmel. Die für schulische Beobachtungsprojekte günstige Zeit um die Marsopposition am 29. Januar 2010 reicht vom Jahresbeginn bis in den April/Mai. Ein großer Teil seiner diesjährigen Oppositionsschleife und seine Rückläufigkeit im Sternbild Krebs sind für irdische Beobachterinnen und Beobachter zur "Primetime" in den ersten Nachtstunden bequem zu verfolgen. Bis Ende März (Umstellung von der Winterzeit auf die Sommerzeit) können wegen des noch zeitigen Beginns der Dunkelheit auch jüngere Schülerinnen und Schüler in die Marsbeobachtung eingebunden werden. Abb. 8 (zur Vergrößerung bitte anklicken) zeigt die Bahn des Roten Planeten im Zeitraum Oktober 2009 bis Mai 2010. Weitere Hinweise zur Marsbeobachtung finden Sie auch in dem Artikel Mars - Beobachtung einer Planetenschleife . Allgemeine Hinweise zur Beobachtung des Planeten im Jahr 2010 Pünktlich zum neuen Schuljahr und zum früheren Nachtbeginn wird Jupiter ab August/September für den Rest des Jahres zum dominierenden Objekt am Abendhimmel. Seine Opposition ist am 21. September, Rückläufigkeit und Oppositionsschleife im Sternbild Fische sind am frühen Abend leicht mit bloßem Auge zu beobachten. Beinahe zeitgleich mit Jupiter durchläuft im Jahr 2010 der Planet Uranus seine Opposition im selben Himmelsbereich. Um den 22. September nähern sich Jupiter und Uranus bis auf 0,8 Grad, also auf weniger als zwei Monddurchmesser! Auch unerfahrene Beobachterinnen und Beobachter können Uranus dann mit einfachsten Ferngläsern zweifelsfrei identifizieren. Allgemeine Tipps zur Beobachtung des Gasriesen finden Sie auch in dem Artikel Jupiter und der Tanz der Galileischen Monde . Allgemeine Hinweise zur Beobachtung des Planeten im Jahr 2010 Von Februar bis Juni ist Saturn am Abendhimmel vertreten. Während dieses Zeitraums beschreibt er den rückläufigen Teil seiner Oppositionsschleife im Sternbild Jungfrau. Die Schleife hat eine Ausdehnung von nur etwa 6 Grad, was verglichen mit den gut 20 Grad bei der Marsschleife nicht sehr üppig ist. Daneben gewinnt Saturn zu den besten Abendzeiten mit etwa 20 bis 30 Grad keine wirklich großen Höhen über dem Horizont. Anregungen zur Beobachtung von Saturn finden Sie auch in dem Artikel Saturn - ein Blick auf den Ringplaneten vergisst man nicht . Die Planetenbahnen für das gesamte Jahr 2010 befinden sich in den entsprechenden Grafiken alle komplett über dem Horizont. Die Planetenbahnen in den mit der Software GUIDE 8.0 erstellten Grafiken (Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn) wurden nachträglich etwas stärker hervorgehoben. Den GUIDE-Karten liegen entsprechend gewählte Beobachtungszeiten zugrunde, welche man den Legenden links unten in den Abbildungen entnimmt. Genau denselben Himmelsausschnitt findet man über dem Horizont, wenn man 15 Tage später schon eine Stunde früher oder 15 Tage früher erst eine Stunde später beobachtet. Um für beliebige Daten und Uhrzeiten beurteilen zu können, ob ein bestimmter Planet hinreichend hoch über dem Horizont stehen wird, bedient man sich am einfachsten der kostenfreien Software Stellarium. Hinweise liefern die folgenden Beiträge: Erste Schritte zur Orientierung am Sternhimmel Mithilfe der Software Stellarium "experimentieren" Lernende am Rechner mit dem Sternhimmel, bevor sie eine drehbare Sternkarte basteln und erproben (Klasse 5-10). Mit Stellarium wird eine Sternkarte des Bereichs erzeugt, in dem sich der betrachtete Planet während der gesamten Beobachtungszeit aufhalten wird. In einem hinreichend großen Ausdruck der Sternkarte tragen die Schülerinnen und Schüler dann in geeigneten Zeitabständen die von ihnen per Augenschein bestimmten Positionen des beobachteten Planeten händisch ein. Die Sternkarte darf zu diesem Zweck natürlich nur Fixsterne und keine Planeten enthalten. Dazu entfernt man vor dem Ausdruck im Himmels- und Anzeige-Optionsfenster (dritter Button von oben in der linken Symbolleiste) die Häkchen in den entsprechenden Kontrollkästchen. Wenn man die mit Stellarium per Screenshot erstellten Sternkarten mit Bildbearbeitungssoftware invertiert, das heißt in eine Negativ-Darstellung umwandelt, erhält man Toner sparende Ausdrucke, in deren weißen Himmelshintergründen händische Ergänzungen leicht vorgenommen werden können. Die Positionen eines Planeten am Fixsternhimmel können zu verschiedenen Zeitpunkten fotografisch festgehalten werden. Nach dem Beobachtungszeitraum werden aus den Einzelbildern dann die Bahnen der Planeten am Himmel rekonstruiert. Anhaltspunkte für die Wahl der Aufnahmezeitpunkte können Sie für das Jahr 2010 den in diesem Beitrag zur Verfügung gestellten Himmelskarten entnehmen (siehe oben). Belichtungszeit, Blendenöffnung und Sensor-Empfindlichkeit Für das Fotografieren eignen sich insbesondere Digitalkameras, die manuell einstellbare Belichtungszeiten von einigen Sekunden erlauben. Man montiert die Kamera auf ein Stativ und wählt für erste Versuche eine möglichst kurze Brennweite (Weitwinkel). Dann belichtet man bei hoher Empfindlichkeit und größtmöglicher Blendenöffnung (also bei kleinster Blendenzahl) für etwa 10 Sekunden. Am besten stellt man den Selbstauslöser ein, damit die Kamera beim manuellen Auslösen nicht wackelt. Auf diese Art gewonnene Fotos zeigen schon deutlich mehr Sterne, als mit bloßem Auge sichtbar sind. Sternbilder sind für den Anfänger wegen der Vielzahl der Sterne auf solchen Bilder kaum zu erkennen. Da Digitalfotos sofort beurteilt werden können, können nach kurzer Probierphase Belichtungszeit, Blendenöffnung und Sensor-Empfindlichkeit so gewählt werden, dass nur die hellsten in den Sternkarten vorhandenen Sterne abgebildet werden. Brennweite und Bildausschnitt Man wählt für die (eventuell über Monate) geplante Aufnahmeserie durch Brennweitenvariation den Bildausschnitt so, dass der beobachtete Planet den "abgelichteten" Himmelsausschnitt im Beobachtungszeitraum nicht verlässt. Bei der Festlegung des sinnvollen Ausschnittes hilft wiederum Planetarium-Software. Alle Fotos einer Aufnahmeserie sollten mit ungefähr gleicher Brennweite aufgenommen werden. Die nach dem beschrieben Verfahren erhaltenen Fotos werden ungefähr so aussehen wie die Bilder in Abb. 9 (Platzhalter bitte anklicken). Die drei Darstellungen zeigen Saturn im Sternbild Löwe am 2. Februar, 23. April und 23. Mai 2009 (jeweils um 22 Uhr MEZ). Es handelt sich dabei um Screenshots aus dem Programm Stellarium. Saturn ist jeweils mit einem gelben "S" markiert. Solche Bilder - egal ob Screenshots oder Fotos - lassen sich im Prinzip mit jeder Bildbearbeitungssoftware durch Addition weitgehend passgenau übereinander legen. Sämtliche Fixsterne in den Bildern fallen bei der Addition zusammen. Der beobachtete Planet dagegen ändert mit jeder Aufnahme seine Position. Im Summenbild der drei Teilabbildungen aus Abb. 9 erscheinen daher die drei Planetenbilder als eine "Spur", mit der die Planetenbahn leicht zu rekonstruieren ist (siehe Abb. 10). Fitswork ist eine kostenlose Software, die speziell für die Bearbeitung astronomischer Aufnahmen entwickelt wurde und eine große Vielfalt an Bearbeitungs- und Auswertemöglichkeiten bietet. Bei der Überlagerung von Sternfeldaufnahmen mit Planeten geht man wie folgt vor: Man öffnet zwei der zu addieren Bilddateien. Dann identifiziert man zwei Sterne, die in beiden Bildern zu finden und eindeutig Bilder derselben Sterne sind. Die gewählten Sterne sollten nicht zu dicht beieinander liegen, da anhand ihrer Position beide Fotos vor der Addition so verschoben, gedreht, gestreckt oder gestaucht werden, dass alle Fixsterne möglichst passgenau übereinander liegen. Eventuelle Verzerrungen in den Bildern wegen unterschiedlicher Aufnahmebrennweiten werden dabei weitgehend ausgeglichen. Mit der linken Maustaste klickt man beide Sterne in beiden Bildern in derselben Reihenfolge an. Dabei ist es sinnvoll, die Vergrößerung der Bildschirmdarstellung zu erhöhen, um den Schwerpunkt eines Sternbilds gut zu treffen (Rechtsklick auf "Zoom" links unten im aktiven Bildfenster). Die Sterne werden bei dieser Markierung mit verschieden farbigen Kreuzen gekennzeichnet. Anschließend bringt man dasjenige Bild in den Vordergrund, dessen Format (Größe und Ausrichtung) man beibehalten möchte, und klickt dann im Menü "Bearbeiten" die Funktion "Bild addieren (mit Verschiebung)" an. Das entstehende Summenbild wird gespeichert. Um das nächste Bild zu addieren, wiederholt man einfach die Prozedur und speichert das neue Summenbild wieder ab. Prinzipiell lassen sich so beliebig viele Bilder überlagern. Abb. 10 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt das Ergebnis der Überlagerung der Einzelbilder aus Abb. 9. Dabei wurde ein brauchbarer Ausschnitt mit dem kompletten Sternbild Löwe gewählt, der Bildkontrast bearbeitet und die Saturnpositionen mit den Ziffern 1 bis 3 versehen, die die Reihenfolge der Aufnahmen wiedergeben. Mehrfachbilder von Sternen im Randbereich der Abbildung sind auf verzerrt dargestellte Himmelsausschnitte durch die Software Stellarium zurückzuführen. Den Gestaltungsmöglichkeiten der Summenbilder (zum Beispiel Aufnahmedaten in die Beschriftung einbringen, Planetenbahnen einfügen) sind kaum Grenzen gesetzt. Mithilfe der Bilder im Ordner "saturn_addition.zip" (Bildbeispiele aus Abb. 9 und Abb. 10) können Sie oder Ihre Schülerinnen und Schüler die Prozedur der Bildaddition schon einmal als "Trockenübung" durchführen. Der Ordner enthält drei mit Stellarium erzeugte Screenshots, die den Planeten Saturn zu verschiedenen Zeitpunkten im Sternbild Löwe zeigen (1_saturn_02_feb_2009_22h.jpg, 2_saturn_23_apr_2009_22h.jpg, 3_saturn_23_mai_2009_22h.jpg). Außerdem enthält der Ordner das Ergebnis der ersten (12_addition_saturn.jpg) und der zweiten Bildaddition (123_addition_saturn.jpg) sowie ein mögliches Endergebnis: einen Bildausschnitt mit dem Sternbild Löwe und drei Positionen des Saturn. Aus einer genügend großen Anzahl von Einzelaufnahmen lässt sich so die Spur des Planeten durch das Sternbild rekonstruieren. Bei der Betrachtung aufgezeichneter Planetenbahnen wird man in jedem Fall erkennen, dass sich die Planeten am Fixsternhimmel nicht immer gleich schnell und nicht auf regelmäßigen Bögen bewegen. Von den für Bahnbeobachtungen gut geeigneten Planeten ist die Geschwindigkeit der Venus am größten. Aufnahmen im Abstand weniger Tage lassen Positionsänderungen bereits gut erkennen.

Die Kurzgeschichte "Petites pratiques germanopratines" von Anna Gavalda wird in dieser Einheit auf verschiedenen Ebenen analysiert und bietet darüber hinaus vielfältige Sprech- und Schreibanlässe. Diese Unterrichtseinheit zu Anna Gavaldas "petites pratiques germanopratines" ist in großen Teilen sehr handlungsorientiert ausgerichtet. Im Rahmen der Kurzgeschichte wird neben den eher praktisch orientierten Themenbereichen "Auf Französisch flirten" und "Mit dem Handy telefonieren" unter anderem das Pariser Viertel St. Germain des Prés thematisiert. Die Einheit eignet sich auch als Einführung in die Arbeit mit französischsprachiger Literatur, denn neben Sagan und Baudelaire geht es hier auch um triviale Liebesromane. Parallel zur eher klassischen Behandlung der Lektüre bietet das umfangreiche Arbeitsmaterial viele Möglichkeiten zur Internetrecherche. Die thematische Strukturierung der Informationen erfolgt anhand gezielter Arbeitsaufträge. Neun Arbeitsaufträge (zusammengefasst in der Datei "Arbeitsblätter") begleiten die Lernenden bei der Analyse der Kurzgeschichte. Pro Unterrichtsstunde wird ein Arbeitsauftrag erteilt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten aus literarischen und nicht-literarischen Texten gezielt Informationen, fassen Informationen zusammen und diskutieren diese. erarbeiten sich das Vokabular zu den Themenbereichen "Auf Französisch flirten" und "Telefonieren mit dem Handy". durchleben verschiedene Situationen in selbst geschriebenen Rollenspielen und führen diese vor. schreiben selbst kreative Texte in der Zielsprache. äußern und begründen ihre Meinung. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit französischsprachigen Internetseiten. erproben den Umgang mit Präsentationssoftware, indem sie recherchierte Informationen weiterverarbeiten und präsentieren.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Sprichwörter setzen die Schülerinnen und Schüler Sprichwörter in kurze Trickfilme um.In dieser Unterrichtseinheit erstellen die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen eine Kurzfilm zu einem bekannten Sprichwort. Dabei wird die Funktionsweise des Trickfilms erlernt und praktisch erprobt, die Medienkompetenz erweitert und das Wissen zum Thema "Sprichwort" vertieft. Ein Sprichwort gilt als ein "allgemein bekannter, festgeprägter Satz, der eine Lebensregel oder Weisheit in prägnanter, kurzer Form ausdrückt" (Mieder, 2002, Seite 17). Sprichwörter bieten sich aus verschiedenen Gründen als Leitthema für den Trickfilm-Workshop an. Zu Beginn der Einheit wird in das Thema Trickfilm eingeführt, die Funktionsweise erarbeitet und erläutert. Zudem wird zur Veranschaulichung eine Trickfilmszene gezeigt. Um den Schülerinnen und Schülern das Thema Sprichwörter näher zu bringen und zu erläutern, werden gemeinsam die generelle Bedeutung von Sprichwörtern erarbeitet und einzelne Sprichwörter besprochen sowie erklärt. In dieser Phase soll das theoretische Verständnis aufgebaut werden, da nur auf dieser Grundlage die praktische Umsetzung erfolgen kann. Darauf aufbauend erstellen die Lernenden einen kurzen Trickfilm. Hierfür reicht die Kameras eines Smartphones und eine beliebige Stop-Motion-App zur Bearbeitung. Im Rahmen einer Projektwoche an einer Förderschule mit dem Förderschwerpunkt Lernen wurde die Unterrichtseinheit in einem fünftägigen Trickfilmworkshop bereits erfolgreich erprobt. Die Schülerinnen und Schüler erstellen nach einer Einführung eigenständig kurze Filme zu mindestens einem Sprichwort. So können sich die Kinder kreativ und handlungsorientiert mit den Themen "Trickfilm" und "Sprichwörter" auseinandersetzen. Das Projekt eignet sich auch für den Deutschunterricht im Rahmen des Zweitspracherwerbs. In dieser Unterrichtseinheit werden die Schülerinnen und Schüler zunächst in die Theorie des Trickfilms und in das Thema "Sprichwörter" eingeführt. Auf dieser Grundlage werden dann aus Sprichwörtern kurze Geschichten/Szenen entwickelt und Charaktere sowie Hintergründe erstellt. Im Anschluss daran werden die Idee in einen kurzen Film praktisch umgesetzt und am Computer nachbearbeitet. Vorteile von Sprichwörtern Viele Sprichwörter weisen einen bildhaften Charakter auf, sodass sie sich gut als Kurzgeschichte oder kurze Szene darstellen lassen, die zudem eine Pointe haben. Des Weiteren entstammen Sprichwörter dem alltäglichen Sprachgebrauch der Schülerinnen und Schüler. Sie sind ihnen zu einem großen Teil vertraut und schaffen einen Lebensbezug. Dieses Wissen kommt insbesondere den Schülerinnen und Schülern zugute, die keine direkten Einfälle für eine mögliche Trickfilmszene haben. So hat die grobe Themenvorgabe bei der Anfangsarbeit mit dem Thema "Trickfilm" den Vorteil, dass eventuelle Blockaden, Hemmungen oder Unsicherheiten überwunden werden können. Auseinandersetzung mit Sprache Schließlich setzen sich die Schülerinnen und Schüler – für sie nicht unbedingt direkt offensichtlich und eher nebenbei, aber doch sehr bewusst – mit Sprache auseinander. Sie interpretieren, deuten und verstehen die sprachlichen Bilder und werden sich der darstellerischen Möglichkeiten der Sprache bewusst, wodurch auch der Spaß am Umgang mit Sprache gefördert wird. Sprichwörter sind häufig sehr alt und aus dem Volksmund überliefert und zählen durchaus zu einem wertvollen Sprachgut. Durch die kreative und handlungsorientierte Art der Auseinandersetzung mit den Sprichwörtern wird dazu beigetragen, dieses Sprachgut zu erhalten. Stopptrick Der Stopptrick wird sowohl in der Gruppenaufnahme als auch in Form der Namen im Abspann eines jeden Films eingesetzt. Dieser Trick nutzt die Funktionsweise des Trickfilms, um Personen oder Gegenstände scheinbar verschwinden oder plötzlich auftauchen zu lassen. Dadurch zeigt sich die Entstehung eines Trickfilms sehr deutlich und eindrucksvoll. Außerdem sehen sich die Schülerinnen und Schüler auch noch einmal vor der Kamera und es entsteht ein Gruppenbild. Daumenkino Das Herstellen eines ausgewählten Daumenkinos erläutert noch einmal einfach und einprägsam die Funktionsweise des Trickfilms. Zudem ist es eine Aufgabe, die Einzelarbeit erfordert und die Feinmotorik schult. Die Schülerinnen und Schüler können das Daumenkino direkt selbst ausprobieren und mit nach Hause nehmen. Das Daumenkino erweist sich auch als eine gute Möglichkeit, diejenigen Kinder aufzufangen, die schon eher als die anderen mit einer Aufgabe fertig sind. Es ist unmöglich, immer alle Kinder gleichzeitig zu beschäftigen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Bedeutung von Sprichwörtern und erlernen neue Sprichwörter. verstehen die Idee des Trickfilms. schulen ihre Feinmotorik. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Umgang mit der Smartphone-Kamera. erlernen den Umgang mit einem Trickfilmprogramm. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erfahren und üben das Arbeiten im Team. lernen das Abstimmen der Aufgaben und Inhalte. bringen ihre individuellen Fähigkeiten ein. Mieder, Wolfgang (Hrsg.): Deutsche Sprichwörter und Redensarten . Reclam GmbH & Co., Stuttgart 2002. Sprichwörter als Leitthema Ziel des Workshops ist, pro Kleingruppe mindestens ein Sprichwort in einem kurzen Film mit Vor- und Abspann darzustellen. Dabei wird die Funktionsweise des Trickfilms erlernt und praktisch erprobt, die Medienkompetenz erweitert und das Wissen zum Thema "Sprichwort" vertieft. Ein Sprichwort gilt als ein "allgemein bekannter, festgeprägter Satz, der eine Lebensregel oder Weisheit in prägnanter, kurzer Form ausdrückt" (Mieder, 2002, Seite 17). Sprichwörter bieten sich aus verschiedenen Gründen als Leitthema für den Trickfilm-Workshop an. Vorteile von Sprichwörtern Viele Sprichwörter weisen einen bildhaften Charakter auf, sodass sie sich gut als Kurzgeschichte oder kurze Szene darstellen lassen, die zudem eine Pointe haben. Des Weiteren entstammen Sprichwörter dem alltäglichen Sprachgebrauch der Schülerinnen und Schüler. Sie sind ihnen zu einem großen Teil vertraut und schaffen einen Lebensbezug. Dieses Wissen kommt insbesondere den Schülerinnen und Schülern zugute, die keine direkten Einfälle für eine mögliche Trickfilmszene haben. So hat die grobe Themenvorgabe bei der Anfangsarbeit mit dem Thema "Trickfilm" den Vorteil, dass eventuelle Blockaden, Hemmungen oder Unsicherheiten überwunden werden können. Auseinandersetzung mit Sprache Schließlich setzen sich die Schülerinnen und Schüler - für sie nicht unbedingt direkt offensichtlich und eher nebenbei, aber doch sehr bewusst - mit Sprache auseinander. Sie interpretieren, deuten und verstehen die sprachlichen Bilder und werden sich der darstellerischen Möglichkeiten der Sprache bewusst, wodurch auch der Spaß am Umgang mit Sprache gefördert wird. Sprichwörter sind häufig sehr alt und aus dem Volksmund überliefert und zählen durchaus zu einem wertvollen Sprachgut. Durch die kreative und handlungsorientierte Art der Auseinandersetzung mit den Sprichwörtern wird dazu beigetragen, dieses Sprachgut zu erhalten. Zu Beginn des Workshops wird in das Thema Trickfilm eingeführt, die Funktionsweise erarbeitet und erläutert. Zudem wird zur Veranschaulichung eine Trickfilmszene gezeigt. Um den Schülerinnen und Schülern das Thema Sprichwörter näher zu bringen und zu erläutern, werden gemeinsam die generelle Bedeutung von Sprichwörtern erarbeitet und einzelne Sprichwörter besprochen sowie erklärt. In dieser Phase soll das theoretische Verständnis aufgebaut werden, da nur auf dieser Grundlage die praktische Umsetzung erfolgen kann. Erarbeitung des Handlungsrahmens In der nächsten Phase bilden sich Kleingruppen, und eine Liste mit Sprichwörtern wird ausgeteilt (die aufgeführten Wörter werden im Vorhinein von der Lehrkraft mit Blick auf ihre filmische Umsetzbarkeit selektiert). Jede Gruppe wählt ein Sprichwort aus und erarbeitet hierzu einen Handlungsrahmen sowie die Charaktere. Dazu sind folgende Schritte notwendig: Erster Schritt Das gewählte Sprichwort wird in eine Handlung umgesetzt. Zweiter Schritt Die praktische Umsetzbarkeit mit den möglichen Mitteln des Trickfilms wird entwickelt. Dritter Schritt Die Charaktere und Hintergrundbilder werden entworfen. Erstellung eines Storyboards Die Geschichte wird in einem Storyboard/Drehbuch festgehalten. Durch die Festlegung des Ablaufs werden die späteren Dreharbeiten erleichtert und dadurch die Funktion eines solchen Drehbuchs veranschaulicht. Bei den hier beschriebenen Tätigkeiten ist eine gute Abstimmung und Arbeitsteilung der Gruppe besonders wichtig, im Zuge derer die Schülerinnen und Schüler zudem ihre ganz individuellen Stärken und Fertigkeiten in das Gesamtergebnis mit einbringen konnten. Nachdem die Vorbereitungen für den Dreh abgeschlossen sind, wird zeitversetzt gefilmt. Während eine Gruppe schon dreht, stellen die anderen Gruppen noch ihre Geschichte zu Ende zusammen oder beginne mit der Arbeit an einem neuen Sprichwort. Es wird arbeitsteilig gedreht: Ein Kind bedient die Kamera, eines liest den Ablauf auf Grundlage des Drehbuchs vor und gibt Regieanweisungen. Mindestens ein weiteres Kind positioniert die Figuren in der Trickfilmbox. Die Aufgaben werden jeweils nach einigen Bildern getauscht. In diesem Arbeitsschritt wird in der praktischen Umsetzung die Funktionsweise des Trickfilms gänzlich veranschaulicht und im besonderen Maße der Umgang mit dem Computer geschult. Stopptrick Der Stopptrick wird sowohl in der Gruppenaufnahme als auch in Form der Namen im Abspann eines jeden Films eingesetzt. Dieser Trick nutzt die Funktionsweise des Trickfilms, um Personen oder Gegenstände scheinbar verschwinden oder plötzlich auftauchen zu lassen. Dadurch zeigt sich die Entstehung eines Trickfilms sehr deutlich und eindruckvoll. Außerdem sehen sich die Schülerinnen und Schüler auch noch einmal vor der Kamera und es entsteht ein Gruppenbild. Daumenkino Das Herstellen eines ausgewählten Daumenkinos erläutert noch einmal einfach und einprägsam die Funktionsweise des Trickfilms. Zudem ist es eine Aufgabe, die Einzelarbeit erfordert und die Feinmotorik schult. Die Schülerinnen und Schüler können das Daumenkino direkt selbst ausprobieren und mit nach Hause nehmen. Das Daumenkino erweist sich auch als eine gute Möglichkeit, diejenigen Kinder aufzufangen, die schon eher als die anderen mit einer Aufgabe fertig sind. Es ist unmöglich, immer alle Kinder gleichzeitig zu beschäftigen. In jeder Gruppe erfolgt eine Nachbearbeitung des Films: einzelne Abläufe werden noch einmal verlangsamt oder beschleunigt, der Film wird mit Musik und Effekten versehen und erhält einen Vor- und Abspann (bestehend aus den zuvor erstellten Namen und Textbausteinen des Computerprogramms). Hierbei wird die Verwendung von Effekten, Musik und Text (verschiedene Möglichkeiten der Darstellung bezüglich der Farbe und der Form) erläutert und durch die direkte Anwendung gefestigt. Die Filme werden zudem in Form eines Quiz aneinandergereiht, im Rahmen dessen die dargestellten Sprichwörter erraten werden sollten. Am letzten Tag der Projektwoche wird der Film neben den anderen Ergebnissen der Projektwoche den Schülerinnen und Schülern, Eltern und Besuchern gezeigt. Zusätzlich werden die Arbeitsphasen der Kinder anhand eines Plakats und von Fotos dokumentiert und dargestellt.

In dieser Unterrichtseinheit wird der zentrale Begriff des Terms durch interaktive Arbeitsblätter eingeführt und in seinem vollen Umfang im Gedächtnis der Lernenden verankert.Bei der Einführung des Termbegriffs gilt es, Kontexte zu finden, die es den Schülerinnen und Schülern ermöglichen, Grundvorstellungen auszubilden. Die Länge eines Zugs ist abhängig von der Länge der Lokomotive und der Länge sowie der Anzahl der Waggons. Anhand dieses konkreten Kontexts werden in dieser Unterrichtseinheit die Begriffe Term und Termwert anschaulich eingeführt. Ein wesentliches Element dieser kontextorientierten Einführung ist die enge Verknüpfung von bildlicher, symbolischer und nummerischer Darstellung, die durch die Verwendung der dynamischen Mathematiksoftware GeoGebra möglich wird. Für die sich anschließende Übungsphase werden Aufgaben bereitgestellt, die ein individualisiertes und differenziertes Lernen ermöglichen. Hinweise zum Einsatz im Unterricht Die Schülerinnen und Schüler können eigenständig mit den interaktiven dynamischen Arbeitsblättern arbeiten. Erste und zweite Unterrichtsstunde Zunächst erschließen sich die Lernenden den Termbegriff an einem konkreten Beispiel und reflektieren anschließend ihre Lösungsstrategie. Dritte Unterrichtsstunde Die Lernenden vertiefen die bisher erworbenen Kenntnisse anhand verschiedener Aufgabenvariationen, indem sie fehlende Termwerte sowie Terme ermitteln. Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die Länge eines Zugs von der Länge der Lokomotive, der Länge und der Anzahl der Waggons abhängt. erkennen, dass die Zuglänge, abhängig von der Anzahl der Waggons, mithilfe von Tabellen dargestellt werden kann. gewinnen die Einsicht, dass Zuglängen mit Termen beschrieben werden können. analysieren Tabellen und können fehlende Termwerte ergänzen. können ausgehend von tabellarischen Darstellungen Terme selbstständig entwickeln. Die Unterrichtseinheit selbst beinhaltet insgesamt vier HTML-Seiten, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Veranschaulichungen realisiert werden können, muss Java 1.4.2 (oder höher) auf den Rechnern installiert und Javascript aktiviert sein. Beschreibung des Aufbaus der Arbeitsblätter Der Aufbau und die Bedienung aller im Rahmen der Unterrichtseinheit verwendeten Online-Arbeitsblätter ist identisch (Abb. 1, zur Vergrößerung bitte anklicken). Bei allen Aufgabenblättern wird beim Seitenstart im rechten Teil des Arbeitsblatts eine dynamische Zeichnung erzeugt, die eine ikonische, tabellarische, symbolische und grafische Darstellung eines Zuges und dessen Länge zeigt. Die einzelnen Schieberegler ermöglichen es, unterschiedliche Aufgabenstellungen nachzubilden. Da das Arbeiten mit interaktiven dynamischen Arbeitsblättern keine speziellen Softwarekenntnisse voraussetzt, wird das selbständige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler optimal unterstützt. Kontextorientiertes Lernen Verständnis fördern bedeutet, Raum geben für eigenes Experimentieren und die Lernenden auf ihren individuellen Lernwegen unterstützen. Durch ein kontextorientiertes Lernen kann das Verständnis mathematischer Begriffe zusätzlich gefördert werden. Interaktive dynamische Arbeitsblätter verbinden mathematische Inhalte mit der Erfahrungswelt der Lernenden. Unterschiedliche Darstellungen von Sachverhalten, zum Beispiel durch Bilder, in tabellarischer, grafischer oder algebraischer Form, können zu einem umfassenderen Verständnis des Zusammenhangs oder Begriffs führen. Dies trifft besonders dann zu, wenn diese verschiedenen Darstellungen wechselseitig aufeinander bezogen sind. Verständnis vertiefen durch Aufgabenvariation Um einen mathematischen Zusammenhang beziehungsweise Begriff in seinem vollen Bedeutungsumfang zu erfassen, ist es notwendig, den Schülerinnen und Schülern durch ein vielfältiges Angebot aus Übung, Festigung und Anwendung Möglichkeiten zu eröffnen, ihre Vorstellungen und Kenntnisse einer Prüfung zu unterziehen. Da auf alle Eingaben der Lernenden unmittelbar eine Rückmeldung folgt, wird verhindert, dass sich Fehlvorstellungen verfestigen können. Durch die Variation der Aufgabenstellung kann ferner verhindert werden, dass sich ein verengtes Begriffsbild manifestiert. Interessante Aufgabenstellungen ergeben sich zudem, wenn zwischen anschaulicher und symbolischer Anwendung gewechselt wird. So kann es sich zum Beispiel als fruchtbar erweisen, wenn aus Sachzusammenhängen Terme gebildet werden sollen oder die Schülerinnen und Schüler gegebene Terme unter einem bestimmten Gesichtspunkt analysieren können. Nach einer kurzen Einführung durch die Lehrkraft in den Sachkontext anhand unterschiedlicher Zugdarstellungen, die mit der editierbaren Folienvorlage (terme_folienvorlagen.doc) erstellt werden können, folgt eine Einweisung in die Funktionsweise und Bedienung des Online-Arbeitsblatts 1 (Abb. 2). Anschließend können die Schülerinnen und Schüler selbstständig die Möglichkeiten der unterschiedlichen Darstellungen erkunden. Dabei sollen die drei Einstiegsaufgaben des PDF-Arbeitsblatts 1 mithilfe der Veranschaulichung nachgebildet und auf diese Weise gelöst werden. Nach der Auswertung der Ergebnisse erfolgt ein strukturierter Überblick anhand des PDF-Arbeitsblatts 2. Abschließend bearbeiten die Lernenden Aufgaben, bei denen per Zufall die Aufgabentexte in beschreibender Form beziehungsweise in mathematischer Form gegeben sind (Abb. 3). Dazu müssen sie lediglich den Button "Aufgabe stellen" betätigen. Durch einen Klick auf den Button "prüfen" können sie ihre Eingabe prüfen lassen. Für jede richtig gelöste Aufgabe erhalten die Schülerinnen und Schüler Punkte, bei fehlerhaften Eingaben werden Punkte abgezogen. Dabei ist die Art der Bearbeitung nicht festgelegt. So können die Lernenden mit oder auch ohne Veranschaulichung arbeiten. Nach einer kurzen Zusammenfassung der Ergebnisse der vorhergehenden Stunde anhand der dort angefertigten Folien erfolgt eine Einführung in die Aufgabenstellung 1.1 bis 1.3 des PDF-Arbeitsblatts 3. Eine Einführung in die Bedienung des Online-Arbeitsblatts 2 kann entfallen, da Aufbau und Bedienung identisch zu dem in der vorhergehenden Stunde verwendeten Online-Arbeitsblatt sind. Nach der Bearbeitung dieser drei Aufgaben sollen die Lernenden nun ohne Verwendung des Computers die Aufgaben 2.1 bis 2.3 des Arbeitsblatts lösen und ihre Lösungsstrategien schriftlich festhalten. Dadurch werden sie angehalten, ihr Vorgehen zu reflektieren und ihre Strategien anderen zu verdeutlichen. Die gestellten Aufgaben sind dabei so gewählt, dass stets unterschiedliche Lösungswege erforderlich sind. An die Vorstellung von Lösungsstrategien durch vorher ausgewählte Schülerinnen und Schüler und einer Diskussion der einzelnen Lösungsstrategien im Plenum schließt sich die Übungsphase am Computer an. Bei der Bearbeitung der Aufgaben des Online-Arbeitsblatts 2 sollte es dann das Ziel sein, möglichst viele Punkte zu erreichen. Bestimmung fehlender Termwerte Mit der ersten Übung in der dritten Stunde sollen die Schülerinnen und Schüler ihre Kenntnisse bezüglich der Struktur eines Terms vertiefen und auf unterschiedliche Tabellensituationen anwenden. Dabei wird nun auf einen beschreibenden Kontext verzichtet. Die Lernenden sollen bei der Bearbeitung des Online-Arbeitsblatts 3 nur aufgrund des gegebenen Terms und der unvollständigen Tabelle auf den fehlenden Wert schließen (Abb. 4). Nach einem Klick auf den Button "prüfen" erhält die Schülerin oder der Schüler eine entsprechende Rückmeldung auf die Eingabe. Ist die Aufgabe gelöst, so wird dies dem Lernenden bestätigt, ist der Wert falsch, so ist die Rückmeldung entsprechend formuliert: "Leider falsch!" Zusätzlich wird der richtige Wert angegeben und mit roter Farbe in die Tabelle eingetragen. Bestimmung des Terms anhand der Tabelle Die Aufgabenstellung erfährt durch das Online-Arbeitsblatt 4 eine weitere Variation. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, den Term zu ermitteln, der zu der gegebenen Tabelle gehört (Abb. 5). Wieder sind die Aufgaben kontextunabhängig gestellt. Der Kontext ergibt sich allerdings bei allen Online-Arbeitsblättern durch die stets eingeblendete Zeichnung. Somit erfolgt die mathematische Abstraktion immer im Kontext der Bilder und Vorstellungen der Lernenden. Die Bedienung des Online-Arbeitsblatts ist wieder identisch zu den vorhergehenden, eine Einweisung durch die Lehrkraft kann somit entfallen. Die Eingabe der Lernenden wird wieder geprüft und in der Rückmeldung bewertet. Wichtig in diesem Zusammenhang ist die Tatsache, dass die Eingaben nicht nach syntaktischen sondern nach semantischen Kriterien ausgewertet werden. Dies bedeutet, dass jede Eingabe, sofern sie mathematisch korrekt ist, als richtig erkannt wird. So spielt es zum Beispiel keine Rolle, ob die Reihenfolge der einzelnen Termbestandteile mit 12x + 10 oder 10 + 12x angegeben wird oder ob die Lernenden 8*x oder 8x schreiben. Hausaufgabenstellung oder Lernzielkontrolle Am Ende der Unterrichtseinheit kann eine Lernzielkontrolle oder eine Hausaufgabenstellung stehen. Dazu steht das PDF-Arbeitsblatt 4 zur Verfügung. Die Aufgaben dieses Arbeitsblatts stellen noch einmal den Zusammenhang zur Aufgabenbearbeitung am Computer her. Wird das Aufgabenblatt im Unterricht als Lernzielkontrolle verwendet, so können die Lernenden die Aufgaben in Partnerarbeit lösen und dann ihre Lösungsstrategien im Team den Mitschülerinnen und Mitschülern vorstellen. Werden die Aufgaben hingegen als Hausaufgabe gestellt, so kann eine von der Lehrkraft angefertigte Folie an eine Schülerin oder einen Schüler ausgegeben werden, die oder der dann die Aufgaben bis zur nächsten Stunde auf dieser anfertigt. Auf diese Weise mündet die Arbeit im Computerraum wieder in den normalen Unterricht im Klassenzimmer. So verstandener Computereinsatz ist dann keine unterrichtliche Sonderveranstaltung, sondern wichtiger Bestandteil eines unterrichtlichen Gesamtkonzepts.

Dieser Grundlagenkurs befasst sich mit den grundlegenden Bedingungen der pneumatischen Steuerungstechnik. Es werden die einzelnen Komponenten und deren Verhalten, das Medium Druckluft, die Erzeugung der Druckluft und die besonderen Verhaltensmerkmale im pneumatischen System betrachtet.In diesem Zusammenhang werden die notwendigen schaltungstechnischen Unterlagen für pneumatische Steuerungen der Pneumatikschaltplan, das Funktionsdiagramm, die notwendigen Wertetabellen, der Funktionsplan nach Grafcet (PAL-Nähe), Stückliste und Funktionsbeschreibung in der Regel für die Steuerung eines Zylinders erstellt. Bearbeitet werden zudem verschiedene Verknüpfungsarten, beispielsweise "ODER" und "UND", verschiedenen Steuerungsarten wie Sicherheitssteuerung, zeitabhängige Steuerung, Einzelbetrieb, Dauerbetrieb, Verriegelung von Signalen, und vieles mehr. Zudem werden verschiedene Sensoren vorgestellt und getestet.Lehrkräfte können diesen Grundlagenkurs im Rahmen der Ausbildung in metallischen Ausbildungsberufen des Handwerks und der Industrie gezielt einsetzen. Er wurde entwickelt für die Ausbildung von Industriemechanikern im 1. Ausbildungsjahr als Grundlage für die Vorbereitung auf die Abschlussprüfung Teil 1. Die Unterlagen können aber auch in Berufsfachschulen und anderen industriellen und handwerklichen Ausbildungsberufen verwendet werden. Ablauf der Unterrichtssequenz und Arbeitsmaterialien Die Unterrichtsmaterialien dienen zur Einführung in das Themengebiet pneumatische Steuerungstechnik. Dazu stehen umfangreiche Arbeitsmaterialien zum Download bereit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Verständnis für die pneumatischen Anlagen und Komponenten entwickeln. pneumatische Schaltungen anhand der Lernsituationen entwerfen können. schaltungstechnische Unterlagen wie Pneumatikschaltplan, Funktionsdiagramm, Wertetabelle und Funktionsplan nach Grafcet erstellen können. Fehler in Anlagen eingrenzen und beheben können. die Eigenschaften wichtiger pneumatischer Komponenten kennen lernen. pneumatische Bauteile auswählen und funktionsgerecht montieren können. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen ihre Lösungen mit modernen Medien präsentieren können. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen im Team Lösungen entwickeln und technisch realisieren können. Zum Einstieg in das Thema werden verschiedene Beispiele für das Handling pneumatischer Aktoren vorgestellt. Anlagen mit pneumatischen Komponenten sind im Film der Firma Festo und in verschieden Videos aus dem Internet zu sehen. Hinzu kommt die Vorstellung pneumatischer Aktoren aus der eigenen Sammlung der Schule (reale Komponenten). Die Ausbildungsbetriebe sind uns in diesem Zusammenhang immer gerne behilflich gewesen. Komponenten Themen dieser beiden Stunden sind die Aufgabe und Funktion der Komponenten einer pneumatischen Anlage (Darstellungen in vielen Fachbüchern. Beispiel: "Bildliche Darstellung und Schaltplan einer Pneumatikanlagen" in Fachkunde Metall, Europa-Lehrmittel, 55. Auflage, Seite 470, Bild 1). Dazu kann das Arbeitsblatt des Verlags (CD mit Abbildungen wird mitgeliefert) genutzt werden. Aus Urheberschutzgründen werden Verlagsarbeitsblätter hier nicht veröffentlicht. Die Komponentenbeschreibung ist im genannten Fachbuch recht ausführlich. Inhalte können beispielweise mit der Methode Expertengespräch aufgearbeitet werden. Erstellung einer ersten Steuerung Auf Grundlage der zuvor betrachteten Steuerung werden die abgebildeten Bauteile von den Auszubildenden an ihren Arbeitsplätzen montiert. Zuvor werden Sicherheitshinweise für die Arbeit an den Schülerarbeitsplätzen gegeben. Die Lehrkraft zeigt den Schülerinnen und Schülern die Bauteile und weist sie auf die Unfallgefahr hin, wenn die Schläuche nicht richtig fixiert werden. Vorschlag Bauteile Verwendung eines 4/3-Wegeventils mit Handhebel und Raste zur Steuerung eines doppeltwirkenden Zylinders (DWZ). Es wird eine erste Schaltung montiert (Motivationssteigerung) und die Schülerinnen und Schüler werden an die Notwendigkeit der Kenntnis der Anschlussbezeichnungen herangeführt. Ergänzungsaufgabe Montage einer Schaltung mit einem 3/2-Wegeventil und einem einfachwirkender Zylinder (EWZ) Dieser Exkurs, der circa zwei bis vier zusätzliche Unterrichtsstunden in Anspruch nimmt, kann auch zu einem späteren Zeitpunkt bearbeitet werden. Als Methode werden Quergruppen/Gruppenpuzzle (Stammgruppe - Expertengruppe) eingesetzt. Bei der Aufarbeitung der Themen mit PowerPoint sind zwei weitere Stunden vorgesehen. Pneumatische Schaltpläne - Anschlussbezeichnungen Zur Einstimmung kann auf die installierte Schaltung der vergangenen Stunde Bezug genommen werden. Vorgestellt werden die wichtigsten Ventile (Steuerglieder) zur Darstellung der Systematik der Anschlussbezeichnungen (Zahlen und Buchstaben nennen). Die Erläuterung der Systematik der Ventilbezeichnungen (3/2, 4/3 und so weiter) erfolgt anhand der Angaben im Tabellenbuch. Aufbau und Funktion Wegeventile / Zylinder Mithilfe von Plexiglasmodellen wird die Funktion einzelner pneumatischer Bauteile verdeutlicht (Minifluidsystem). Zunächst werden vorhandenen Wegeventile (4/2-Wegeventil) und der Arbeitszylinder betrachtet. Die Schülerinnen und Schüler können den Weg des Öls über den Tageslichtprojektor betrachten. Gegebenenfalls ist hier auch eine Funktionsbeschreibung des Vorgangs sinnvoll. Es sollte der Zylinder betrachtet und unter anderem der Unterschied zwischen doppeltwirkendem und einfachwirkendem Zylinder unterschieden werden (gegebenenfalls Abbildungen der Verlags-CD für Arbeitsblatt nutzen). Der Zylinder mit Endlagendämpfung wird später behandelt. Es bietet sich hier das Themengebiet "Berechnungen zur Pneumatik" an (Druck am Zylinder und so weiter). Vergleiche: Technische Mathematik Metall, Höllger, Bildungsverlag EINS, 27. Auflage, Seite 195. Das Drosselrückschlagventil Das Ergebnis an dem realen Modell soll sein, dass das Werkstück ohne Drossel bei Betätigung der Steuerung durch die Gegend fliegt. Darüber wird die Notwendigkeit der Drosselung abgeleitet. Die Entwicklung der Thematik erfolgt im Unterrichtsgespräch (gegebenenfalls Hinweis auf abgeknickten Gartenschlauch: weniger Wasser kommt heraus). Es sollte zunächst nur ein Drosselrückschlagventil eingeführt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass die Schülerinnen und Schüler erkennen, für welche Bewegung das Drosselrückschlagventil Wirkung zeigt (Ein- oder Ausfahrbewegung). Später sollten aber schon zwei Drosselrückschlagventile Verwendung finden. Drücke beim Ein- und Ausfahren Der Aufbau der Drosselrückschlagventile kann den Fachbüchern entnommen werden. Besonders eignen sich auch die Klarsichtmodelle für den Tageslichtprojektor (Minifluid-System). Im zweiten Teil der Stunde sollen die Drücke beim Ein- und Ausfahren ermittelt und dokumentiert werden. Achtung: Es ist ein leichter Handdruck als Gegenkraft beim Aus- und Einfahren des Zylinders notwendig. Unfallgefahr! Es empfiehlt sich, den Zylinder daher vorab zunächst mehrmals langsam aus- und einfahren zu lassen. Stick-Slip-Effekt Ziel der Stunde soll sein, den Auszubildenden die Vorzüge der Abluftdrosselung gegenüber der Zuluftdrosselung zu vermitteln. Meist stehen den Schulen jedoch keine geeigneten Versuchseinrichtungen zur Verfügung, die unter anderem die Darstellung des Stick-Slip-Effektes erlauben. Ich habe zumindest noch keinen Aufbau ohne Klemmer gefunden. Daher beschränke ich mich bei der Demonstration auf eine Belastung der Zylinder durch eine Handkraft mit wechselnder Last. Versuchsaufbau mit Drosselrückschlagventil Dabei ist bei der Ausfahrbewegung des Zylinders mit Abluftdrosselung ein deutlich gleichmäßigeres Ausfahren zu beobachten. Im Unterrichtsgespräch wird mithilfe verschiedener Versuche dafür eine Begründung gesucht (Zylinder im Luftpolster eingespannt) und entschieden, welche Drosselungsart zukünftig genutzt werden soll. Zunächst sollte auch hier ein Versuchsaufbau mit nur einem Drosselrückschlagventil gewählt werden, um die Wirkung des Bauteils stärker zu verdeutlichen. Um die Bedienung einer Fertigungsanlage zu vereinfachen, werden die Bedienungselemente für die pneumatischen Steuerungen auf einem Pult zusammengefasst. Der Abstand zu den Schaltzylindern kann so mehrere Meter betragen. Dadurch kann sich das Schaltverhalten der Steuerungen verändern. Funktion mit Umschaltventil (Federrückstellung und Impulsventil) Lernsituation Werkstückmagazin Einführung von Grenztastern Oszillierende Bewegung Funktionstest und Anwendung (Spannvorrrichtung) Funktionsdiagramm, Wertetabelle Klassenarbeit Lernsituation Türsteuerung Nicht-Funktion Lernsituation Türsteuerung Lernsituation Bustür Dominierende Signale Türsteuerung (mit Umschaltventil) Lernsituation Steuerung: Schieber Schüttgutbehälter Steuerung einer Trocknerstecke Wiederholung - Vertiefung Klassenarbeit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Ganze Zahlen" werden die Grundrechenarten mit ganzen Zahlen durch interaktive Arbeitsmaterialien eingeübt, indem die Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division miteinander verbunden werden. Nach einer Unterrichtsphase, in der die Grundrechenarten Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division mit ganzen Zahlen getrennt betrachtet wurden, um die einzelnen Rechenregeln zu stabilisieren, ist es notwendig, die Grundrechenarten miteinander zu verbinden. Dabei sollten die bisher erworbenen Kenntnisse vertieft und auf Aufgaben in neuem Kontext angewandt werden. In dieser Unterrichtseinheit werden drei unterschiedliche Übungsmöglichkeiten vorgestellt, mithilfe derer das Rechnen mit ganzen Zahlen vertieft werden kann. Anhand von zwei Übungen soll dabei zuerst das Ausgangsniveau gesichert werden. Darin werden noch einmal die Kenntnisse zur Addition und Multiplikation von ganzen Zahlen auf einen aktuellen Stand gebracht. Durch die Verwendung von variablen Rechenbäumen werden in einem zweiten Schritt die Rechenarten miteinander verbunden. Abschließend wird das bereits im Bereich der Dezimalzahlen behandelte arithmetische Mittel in Verbindung mit dem Rechnen mit ganzen Zahlen aufgefrischt und in einen Anwendungskontext, der Ermittlung von Durchschnittstemperaturen, gestellt. Interaktive dynamische Arbeitsblätter können durch die automatische Kontrolle der Ergebnisse und Rückmeldungen, die den Schülerinnen und Schülern eine eigenständige Fehleranalyse ermöglichen, einen wertvollen Beitrag zur Vertiefung der erworbenen Kenntnisse leisten. Hinweise zum Einsatz im Unterricht Aufbau und Funktionsweise der interaktiven Arbeitsblätter werden erläutert. Die Lernenden können eigenständig mit ihnen arbeiten. Erste Unterrichtsstunde In der einführenden Stunde lösen die Lernenden Aufgaben zur Multiplikation und Addition positiver und negativer ganzer Zahlen. Zweite Unterrichtsstunde Anhand von variablen Rechenbäumen sollen die Schülerinnen und Schüler drei fehlende ganze Zahlen ermitteln. Dritte Unterrichtsstunde Das Rechnen mit positiven und negativen ganzen Zahlen wird in einen Anwendungskontext zur Ermittlung von Durchschnittstemperaturen gestellt. Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihre Kenntnisse im Bereich der Addition und Multiplikation ganzer Zahlen. erlangen durch die Kombination von Grundrechenarten im Bereich der ganzen Zahlen Sicherheit im Rechnen. können das arithmetische Mittel auf ganze Zahlen anwenden. können mithilfe des arithmetischen Mittels auf Ausgangswerte schließen. Das hier vorgestellte Übungskonzept setzt voraus, dass die Schülerinnen und Schüler die Grundrechenarten in Bezug auf die ganzen Zahlen und das arithmetische Mittel bereits kennen. Die Unterrichtseinheit selbst beinhaltet insgesamt bis zu acht HTML-Seiten, die mit jedem Internet-Browser (zum Beispiel Internet Explorer oder Mozilla) dargestellt werden können. Damit die mit GeoGebra erzeugten dynamischen Aufgabenstellungen bei den Übungen mit den Rechenbäumen realisiert werden können, muss Java 1.4.2 (oder höher) auf den Rechnern installiert und Javascript aktiviert sein. Beschreibung des Aufbaus der Arbeitsblätter Der Aufbau der Web-Arbeitsblätter folgt einer einheitlichen Grundstruktur. Alle Arbeitsblätter sind in zwei Spalten unterteilt (Abb. 1, zur Vergrößerung bitte anklicken). In der linken Spalte finden sich Hinweise auf die Bedienung, wie etwa eingegebene Ergebnisse überprüft beziehungsweise neue Aufgaben erzeugt werden können. Die eigentliche Aufgabestellung findet sich immer in der rechten Spalte des Arbeitsblatts. Diese beinhaltet die interaktiven Elemente sowie das Rückmeldefenster und den aktuellen Punktestand. Rückmeldungen als Ausgangspunkt für eine eigenständige Fehleranalyse Eines der zentralen Elemente interaktiver dynamischer Arbeitsblätter ist die Rückmeldung auf eine Schüleraktivität. Ist eine Aufgabe richtig gelöst, so beinhaltet diese eine positive Verstärkung, wie zum Beispiel "Ausgezeichnet!" oder "Das hast du sehr gut gemacht!". Wurde hingegen die Aufgabe fehlerhaft bearbeitet, so gibt es je nach Aufgabenstellungen unterschiedliche Rückmeldungen. Dies kann einerseits die Ausgabe der richtigen Lösung sein, die die Schülerinnen und Schüler in die Lage versetzt, ihre Eingabe mit der korrekten Lösung zu vergleichen und so den gemachten Fehler einzuordnen. Ferner kann bei komplexeren Aufgaben die Rückmeldung neben der korrekten Lösung auch einen möglichen Rechenweg beinhalten. So kommt gerade den Rückmeldungen im Hinblick auf den Umgang mit Fehlern eine zentrale Bedeutung zu. Eigene Fehler selbstständig zu analysieren und deren Ursachen zu erkennen, ermöglicht den Schülerinnen und Schülern auf diese Weise ein eigenständiges und eigenverantwortliches Lernen. "Fehler machen" wird in diesem Zusammenhang nicht als Versagen, sondern als Lernchance verstanden. Flexibilität interaktiver dynamischer Arbeitsblätter Bei der Konzeption der Arbeitsblätter ist als zweites wesentliches Element die flexible Verwendung der Arbeitsblätter von großer Bedeutung. Flexibel bedeutet hier einerseits, dass die Materialien wie in diesem Unterrichtsverlauf beschrieben verwendet werden können. Es ist aber auch möglich, nur einen Teil dieser Arbeitsblätter zu verwenden, da die einzelnen Übungen voneinander unabhängig sind. Flexibel bedeutet ferner, dass sich weder Lehrkräfte noch Schülerinnen und Schüler in die Handhabung einarbeiten müssen, sondern sie die Arbeitsblätter ohne jegliche zusätzliche Werkzeugkompetenz an beliebiger Stelle im Unterricht verwenden können. Nach einer kurzen Einführung durch die Lehrkraft in die Funktionsweise des Online-Arbeitsblatts sollen die Schülerinnen und Schüler aus sechs vorgegebenen ganzen Zahlen jeweils zwei auswählen, deren Produktwert maximal beziehungsweise minimal ist. Die Rückmeldung gibt auf falsche Eingaben zum einen die Produktwerte aus, die sich auf Grund der Schülereingaben ergeben, zum anderen auch die korrekten maximalen und minimalen Produktwerte. Auf eine Angabe der richtigen beiden Zahlen wird bewusst verzichtet. So müssen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Rückmeldungen auseinandersetzen und die Ursachen ihres Fehlers selbst erforschen. Im Anschluss an die Bearbeitung der Aufgaben am Computer können die Lernenden die Aufgaben des zugehörigen PDF-Arbeitsblatts (grundrechenarten_verbinden_ab_1.pdf, Aufgaben 1 bis 5) lösen und die Ergebnisse und ihre zugehörigen Überlegungen im Klassenplenum vorstellen. Dabei können auch gemachte Fehler während der Arbeit am Computer thematisiert werden. Nach einer kurzen Erläuterung der Funktionsweise des dynamischen Arbeitsblatts durch die Lehrkraft sollen die Schülerinnen und Schüler zwei ganze Zahlen finden, die durch ihren Summen- und Produktwert beschrieben sind. Die Rückmeldung gibt auf falsche Eingaben zum einen die beiden richtigen Zahlen aus. Daneben wird aber auch der Produkt- und Summenwert ausgegeben, der sich aus den Zahlen ergibt, die die Schülerin oder der Schüler eingegeben hat. Diese zusätzliche Angabe kann wieder der Ausgangspunkt einer Diskussion über vorgekommene Fehler sein. Die Unterrichtsstunde endet mit der Besprechung der Aufgaben des PDF-Arbeitsblatts (grundrechenarten_verbinden_ab_1.pdf, Aufgaben 6 bis 10), die als Hausaufgabe gegeben werden können. Eine interessante Hausaufgabenstellung in diesem Zusammenhang ergibt sich dann, wenn die Lernenden beschreiben sollen, welche Fehler bei der Bearbeitung der beiden Web-Arbeitsblätter (Online-Arbeitsblatt 1 und 2) auftreten können. So reflektieren sie noch einmal die Unterrichtsstunde und deren Inhalte. Nach der Lehrereinführung in die Funktionsweise des interaktiven Arbeitsblatts sollen die Schülerinnen und Schüler drei fehlende Ergebnisse in Rechenbäumen ermitteln. Die Übung beinhaltet variabel gestellte Aufgaben zu den Grundrechenarten. Die Rückmeldung gibt auf falsche Eingaben jeweils nur die richtigen Zahlenwerte aus. Dieser Aufgabentyp ist für leistungsschwächere Lernende gut geeignet, um Sicherheit im Umgang mit den Grundrechenarten in Bezug auf die ganzen Zahlen zu gewinnen. Das Erzielen von Punkten kann die Motivation für diese Schülergruppe noch zusätzlich hoch halten. Begabtere Schülerinnen und Schüler hingegen werden diese Übung rasch als langweilig empfinden. Für diese Gruppe gilt es, einen zusätzlichen Anreiz zu schaffen. Dynamische Arbeitsblätter bieten hier eine gute Möglichkeit, Unterricht zu differenzieren. Dies soll mit dem folgenden Beispiel verdeutlicht werden. Da die Bedienung des Arbeitsblatts identisch zum vorhergehenden ist, kann für die Gruppe der leistungsstärkeren Schülerinnen und Schüler auf eine Einführung verzichtet werden. Die Besonderheit der neuen Aufgabestellung ist darin zu sehen, dass nun nicht mehr Summen-, Differenz-, Produkt- oder Quotientenwerte ermittelt werden sollen, sondern je nach Aufgabestellung unterschiedliche Elemente aus Summen, Produkten, Differenzen oder Quotienten zu bestimmen sind. Die Rückmeldung gibt auf falsche Eingaben wieder jeweils nur die richtigen Zahlenwerte aus. Zusätzliche Motivation kann sich daraus ergeben, dass die Schülerinnen und Schüler dieser Gruppe abschließend aufgefordert werden, ihre Lösungsstrategie anhand einer Aufgabe auf dem zugehörigen PDF-Arbeitsblatt (grundrechenarten_verbinden_ab_2.pdf) der Klasse vorzustellen. Als Hausaufgabe können die im Unterricht nicht bearbeiteten Aufgaben des PDF-Arbeitsblatts gestellt werden. Grundaufgabe Mit der Übung in einer dritten Unterrichtsstunde können die Schülerinnen und Schüler ihre Kenntnisse bezüglich der Grundrechenarten mit ganzen Zahlen weiter vertiefen und auf eine Aufgabenstellung anwenden, die sie bereits in anderen Zahlbereichen bearbeitet haben. Anhand von vier vorgegebenen Temperaturen soll die Durchschnittstemperatur ermittelt werden. Die Lehrkraft kann anhand eines Beispiels des zugehörigen PDF-Arbeitsblatts (grundrechenarten_verbinden_ab_3.pdf) beispielhaft eine Aufgabe ansprechen und den Begriff des arithmetischen Mittels wiederholen. In der folgenden Übungsphase arbeiten die Lernenden weitgehend selbstständig. Die Rückmeldung gibt auf falsche Eingaben den zugehörigen Berechnungsweg und die richtige Lösung aus. Wie in der Unterrichtsstunde vorher, gibt es auch hier die Möglichkeit einer unterrichtlichen Differenzierung durch die Variation der Aufgabenstellung. Aufgabenvariationen Bei der zweiten Übung in diesem Zusammenhang sind die Durchschnittstemperatur und drei Messwerte gegeben. Die Schülerinnen und Schüler sollen den fehlenden vierten Messwert ermitteln. Inwieweit die Lehrkraft Hilfestellungen oder Anleitungen geben möchte, kann sie hier selbst entscheiden. Das zugehörige PDF-Arbeitsblatt stellt Aufgaben zur Verfügung, die beispielhaft bearbeitet werden können. Viel interessanter ist es meines Erachtens jedoch, die Lernenden selbstständig Lösungsstrategien für diesen Aufgabentyp finden zu lassen. Da die Rückmeldung neben der Bewertung der Schülerlösung zusätzlich Auskunft darüber gibt, wie viele Punkte die Schülerin oder der Schüler erreicht hat, kann sich die die Übung beobachtende Lehrkraft rasch einen Überblick über die Leistungsfähigkeit ihrer Schülerinnen und Schüler verschaffen. Für den weiteren Unterrichtsverlauf stehen bei Bedarf weitere Aufgabentypen zur Verfügung, bei denen zwei oder alle Messwerte bei vorgegebener Durchschnittstemperatur fehlen.

Diese Unterrichtseinheit zeigt, wie die Web 2.0-Tools Blog und Twitter im Geschichtsunterricht eingesetzt werden können. Es wird ein Unterrichtsversuch eines Geschichts-Grundkurses der 12. Jahrgangsstufe am Eichendorff-Gymnasium in Koblenz vorgestellt.Die Schülerinnen und Schüler schlüpften in die Rollen von sechs Abgeordneten der Frankfurter Paulskirchenversammlung und bloggten und twitterten aus deren Perspektive zu den großen Debatten der ersten deutschen Nationalversammlung. Es ist sicherlich kein Muss, Twitter und/oder ein Blog im Geschichtsunterricht einzusetzen, andererseits kann es interessant sein, diese neuen Werkzeuge auf ihre Unterrichtstauglichkeit hin zu testen. Der Artikel schildert den Aufbau der Unterrichtsreihe gefolgt von einer kritischen Reflexion des Einsatzes dieser Werkzeuge im Geschichtsunterricht.Die Unterrichtseinheit hat zwei Schwerpunkte: einerseits die Arbeit mit neuen, digitalen Werkzeugen, andererseits die inhaltliche Auseinandersetzung mit der Paulskirche. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in der Unterrichtseinheit mit Blog, Twitter und einem Wiki. Die Vorbereitung des Projekts Bevor die Schülerinnen und Schüler in die eigentliche Projektarbeit einsteigen können, müssen sie sich zunächst mit den verwendeten Internet-Werkzeugen vertraut machen. Der Ablauf der Unterrichtseinheit Jetzt nutzen die Schülerinnen und Schüler Twitter, Wiki und Blog, um ausgewählte Debatten in der Paulskirche wieder zum Leben zu erwecken. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass es unterschiedliche politische Positionen in der Paulskirche gab, und diese Positionen mit den entstehenden politischen Strömungen verbinden. erkennen, dass die Arbeit der Paulskirchenversammlung wichtige Grundlagen für die weitere Entwicklung der Demokratie in Deutschland gelegt hat. üben sich darin, unterschiedliche Perspektiven zu erkennen und historische Vorgänge aus einer bestimmten Perspektive zu betrachten. üben sich darin, die Druckschrift des 19. Jahrhundert zu lesen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Bedienung von Blog, Twitter und Wiki kennen und reflektieren diese kritisch. erwerben grundlegende Kenntnisse im Bereich des Urheberrechts hinsichtlich der Veröffentlichung von Texten und Bildern im Internet. lernen das flüssige Lesen der gedruckten Frakturschrift. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterstützen sich im Sinne der Binnendifferenzierung in Kleingruppen bei der inhaltlichen und medialen Arbeit gegenseitig. üben sich darin, längere (Quellen-)Texte kursorisch im Hinblick auf bestimmte Informationen zu lesen. übernehmen eine Rolle und üben, in der Perspektivengebundenheit dieser Rolle mit Bezug auf andere Positionen zu argumentieren. Lernende nutzen Internet selektiv Auch wenn in der Literatur gerne mit dem Ausdruck "Digital Natives" über die Generation der aktuellen Schülerinnen und Schüler gesprochen wird, die angeblich intuitiv mit digitalen Medien und Werkzeugen umgehen, ist dies meiner Erfahrung nach keineswegs zutreffend. Sie nutzen zwar intensiv das Internet, allerdings in sehr selektiver Weise: die Suchmaschine Google und Wikipedia für die Informationsrecherche, dazu soziale Netzwerke wie Wer-kennt-wen, SchülerVZ oder Facebook sowie E-Mail und Instant Messenger. Die Benutzung anderer Werkzeuge, die in dieser Unterrichtseinheit verwendet werden, muss man Schülerinnen und Schülern erst erklären und vermitteln. Rudimentäre Erfahrungen mit Blogs oder Twitter Bei der ersten Durchführung der Einheit in einem Grundkurs der 12. Jahrgangsstufe am Gymnasium war von den 18 Lernenden nur eine Schülerin dabei, die selbst einen Blog betrieb. Sie war zugleich auch die einzige, die Twitter nutzte. Schon einmal ein Blog gelesen oder Twitter angeschaut, das hatten bis zu Beginn der Unterrichtsreihe weniger als die Hälfte der Schülerinnen und Schüler. Das Schreiben und Erstellen eines eigenen Wiki beziehungsweise Blogs verlangt allerdings grundlegende Kenntnisse der Bedienoberfläche, die nicht vorausgesetzt werden können und sich wesentlich von der passiven Nutzung verschiedener Internetangebote als Informationsquelle unterscheiden. Richtlinien aufstellen Für die Biografien der Abgeordneten sowie als Profilbild bei Twitter sollten die Schülerinnen und Schüler Porträts "ihres" Abgeordneten suchen. In diesem Zusammenhang können grundlegende Regeln der Veröffentlichung von Bildern im Internet besprochen werden. Es ist hilfreich, den Lernenden hier - bei erstmaliger Arbeit in der Schule ist es notwendig - einen entsprechenden Leitfaden an die Hand zu geben. Medienkompetenz vermitteln Kritisch muss angemerkt werden, dass die Vermittlung dieser Fertigkeiten viel Zeit in Anspruch nimmt, was zu Lasten der historischen Inhalte geht. Der Einsatz dieser vielfältigen Medienwerkzeuge lohnt sich nur dann, wenn sie längerfristig im eigenen Unterricht (beispielsweise ein Blog in anderen Phasen auch als Lerntagebuch oder Portfolio; Wikis in Vorbereitung auf Klausuren oder die Abiturprüfung) oder in mehreren Fächern an der Schule genutzt und eingesetzt werden. Intensive Auseinandersetzung mit Originalquellen Während die Paulskirche in vielen Geschichtsbüchern nur kurz behandelt und ergebnisorientiert präsentiert wird, setzt diese Unterrichtsreihe auf eine intensive Auseinandersetzung mit dem Geschehen. Durch die vorliegende digitalisierte Fassung der "Stenographischen Berichte" als zentrale Quelle für die Sitzungen und Debatten der Paulskirche ist der Zugang zu Originalquellen sehr vereinfacht und für alle Lernenden bei ausreichender Anzahl internetfähiger Computer auch zeitgleich zugänglich. Die alte Druckschrift ist für Schülerinnen und Schüler, auch die der Oberstufe, noch eine Hürde. Diese wird aber mit entsprechender Hilfestellung schnell überwunden, sodass die Schülerinnen und Schüler in der Regel am Ende der Unterrichtseinheit die Texte recht flüssig lesen können. Debatten werden lebendig Das Eintauchen in die Originalquellen ist zugleich spannend und motivierend. Die Debatten der Paulskirche werden lebendig und die zahlreichen Unterbrechungen, Einwürfe, Zwischenrufe der Abgeordneten, die zahlreichen organisatorischen Fragen, die gegensätzlichen Positionen deutlich. Sie zeichnen das Bild von dem engagierten Bemühen der Abgeordneten, sich in der neuen Form politischer Beteiligung zurecht zu finden und diese zu gestalten. Quellenmaterial sinnvoll auswählen und Umfang begrenzen Es ist sinnvoll, die Auswahl der Quellen auf wenige zentrale Debatten zu begrenzen und dabei darauf zu achten, dass die umfangreichen Berichte der Sitzungen sinnvoll eingegrenzt werden. So ist das Material in den Einzelstunden für die Schülerinnen und Schüler zu bewältigen, ohne dass - wie zumeist in den Schulbüchern - das Lebendige der Debatten völlig ausgeblendet wird. Ausgewählt waren in diesem Fall neben der sogenannten "Vorberatenden Versammlung", die sehr intensiv Fragen der Geschäftsordnung diskutierte, die Debatte um das Verhältnis der Frankfurter zur Berliner Versammlung, die Posen/Polen-Debatte, um den Umgang mit mehrheitlich nicht deutschen Gebieten und damit zusammenhängend die Frage der klein- oder großdeutschen Lösung sowie abschließend die große Debatte und Abstimmung über die erarbeitete Verfassung. Einblick in die Kontroversen der Paulskirche Durch die Übernahme der Rolle eines Abgeordneten gewinnen die Schülerinnen und Schüler einen tieferen Einblick in die Kontroversen der Paulskirche und, wie im Blog nachzulesen, in die Schwierigkeiten der langwierigen, aber notwendigen Verhandlungen über die Geschäftsordnung und die Regelungen des parlamentarischen Betriebs. In der Auswahl der Abgeordneten sollten sich die unterschiedlichen politischen Strömungen und Gruppen der Nationalversammlung wie auch unterschiedliche Schicksale nach dem Ende der Paulskirche (Erschießung Blums, Emigration, Rückzug aus politischem Leben, Arrangement mit der Reaktion) widerspiegeln, die abschließend recherchiert und diskutiert werden können. Hier ist auch ein Rückbezug auf die vorher behandelte Zeit zwischen 1815 und 1832 möglich. Abgeordnete auswählen und Tools einrichten Zunächst wählen die Schülerinnen und Schüler einen Abgeordneten aus, oder er wird ihnen zugelost. Die Lehrkraft sollte eine Vorauswahl an Abgeordneten nach den bereits genannten Prinzipien treffen. Zu berücksichtigen ist auch die ausgewogene aktive Beteiligung der ausgewählten Abgeordneten als Redner in den Debatten. Anschließend legen sich die Schülerinnen und Schüler für ihre Abgeordneten eigene Mailadressen zu, die die Voraussetzung für eine Anmeldung bei Twitter und im Blog sind. Dort können Sie dann auch nach entsprechender Recherche und einem Rechteabgleich Profilbilder ihrer Abgeordneten hochladen. Die Lehrkraft muss das Blog zuvor einrichten. Biografie erarbeiten Erste inhaltliche Aufgabe ist es, eine Biografie des Abgeordneten aus der Ich-Perspektive zu verfassen. Zeitlich ist diese Selbstdarstellung bis zum Beginn der Paulskirchenversammlung begrenzt und kann auf einzelnen Unterseiten im Blog online gestellt werden. Ergänzend sollten die Informationen zu den politischen Strömungen und Gruppierungen zum späteren Nachlesen im Wiki gesichert werden. Die Schülerinnen und Schüler sollten auch die Texte ihrer Mitlernenden lesen, da sie so sehen, wer ihre politischen Freunde und ihre Gegner in der Nationalversammlung sind. Um in die Atmosphäre einzutauchen, lesen sie zur Vorbereitung die Zusammenstellung von Quellenausschnitten zu den Arbeitsbedingungen der Paulskirche, die sich auf den Seiten der Bundeszentrale für politische Bildung findet. Reden twittern und kommentieren Die folgenden Stunden laufen nach dem gleichen Schema ab: Die Schülerinnen und Schüler lesen die ausgewählten Quellenabschnitte und fassen die Rede ihres Abgeordneten in einem Tweet, einer Nachricht auf Twitter von maximal 140 Zeichen, zusammen. Außerdem können sie auf diese Weise die Reden der anderen Abgeordneten kommentieren und Zwischenrufe schicken. Dadurch kann die Debatte wieder ein Stück lebendig werden. Zum besseren Nachlesen und Verfolgen dieser Nachrichten ist es sinnvoll, in die Tweets ein Schlagwort einzufügen, das sich dann auch auf Twitter suchen und verfolgen lässt. In Fall des Projekts war dies #1848. Der sogenannte Hashtag (#) markiert Schlagworte. Nachrichten lassen sich nach Schlagworten abonnieren, sodass man auf diese Weise einer bestimmten Debatte folgen kann. Wichtig ist, dass der Hashtag noch nicht in einem anderen Zusammenhang auf Twitter verwendet wird, sonst vermischen sich die Tweets des Projekts mit anderen Informationen. Mithilfe eines Blogeintrags die Debatte resümieren Nach der Lektüre einer Debatte verfassen die Schülerinnen und Schüler einen resümierenden Blogeintrag aus der Sicht ihres Abgeordneten. Dafür müssen sie sich fragen, ob die Debatte aus Sicht des Abgeordneten erfolgreich verlaufen ist oder nicht. Hilfreich zur Beurteilung sind neben den Redebeiträgen des eigenen Abgeordneten, einen Blick auf andere Abgeordnete seiner politischen Fraktion sowie auf die Liste der namentlichen Abstimmung am Ende einer Debatte. Im vorliegenden Projekt ist es leider nicht gelungen, aber wünschenswert wäre es natürlich, dass die Schülerinnen und Schüler in ihren Blogbeiträgen auf die vorangehenden eingehen und diese in ihrer Analyse berücksichtigen. Vorbereitend für das Lesen der Debatte müssen jeweils entsprechende Rechercheaufträge vergeben werden, die das Verständnis erleichtern und deren Ergebnisse in Wiki und gegebenenfalls einer Zeitleiste festgehalten werden. Leistungen und Errungenschaften der Paulskirche Abschließend sollte neben einer Reflexion der Mediennutzung auch eine Gesamtbeurteilung der Leistungen und Errungenschaften der Paulskirchenversammlung erfolgen sowie die Frage nach ihrem Scheitern diskutiert werden. Als Impuls kann hierfür, abhängig von Zeit und Leistungsvermögen der Schülerinnen und Schüler, beispielsweise ein kurzes Zitat von Otto von Bismarck, einem anderen Zeitgenossen oder der Artikel "Das Erbe von 1848: Der Aufstand für Freiheit und Einheit" von Heinrich August Winkler zur Paulskirche aus der Zeit vom Januar 1998 dienen. Dieser Artikel eignet sich auch gut zur vertiefenden historischen Einordnung des Geschehens und wurde von den Schülerinnen und Schülern des Projekts als hilfreich empfunden. Denn er greift, neben einem kurzen chronologischen Überblick, auch verschiedene Bewertungen auf. Gelungene Integration digitaler Medien oder Überforderung? Die Unterrichtsreihe hat vonseiten der Schülerinnen und Schüler eine sehr kontroverse Bewertung erfahren. Einige lobten die Integration der digitalen Medien in den Unterricht, andere sahen genau darin eine Überforderung und befürworteten in ihren Rückmeldungen "traditionellen" Unterricht. Außerdem wurde kritisiert, dass durch die ausführliche Arbeit mit den Quellen und den Details der Sitzungen der "rote Faden" für das Geschehen verloren gehe und Schulbuchdarstellungen den Vorteil der Übersichtlichkeit und der Stringenz böten. Ein Schüler bemängelte zudem eine fehlende Relevanz der Inhalte, wobei sich daraus ein sinnvolles Gespräch über Relevanz von geschichtlichen Ereignissen und Fakten ergab, das eine sinnvolle Reflexion des Unterrichtsstoffs und der Auswahl durch Lehrpläne und Schulbücher bildete. Inhaltliche Ergebnissicherung im eigenen Wiki Eine stärkere Berücksichtigung der Erarbeitung einer Zeitleiste (im größeren Kontext des 19. Jahrhundert oder als Deutsche Demokratiegeschichte zwischen Ende des 18. Jahrhunderts und 1989/1990) sowie der inhaltlichen Ergebnissicherung im eigenen Wiki, wie im Ablauf beschrieben, sollte zu einer besseren inhaltlichen und zeitlichen Einordnung und Orientierung führen. Alternativ zu den auch sprachlich schwierigen Debattenmitschriften bieten sich für eine kürzere Unterrichtseinheit auch die digitalisierten Flugschriften aus einem Projekt der Universität Frankfurt als Quellengrundlage an.

Beobachtungen unseres äußeren Nachbarplaneten lohnen sich nur während der Monate um die Oppositionen, die etwa alle zwei Jahre und zwei Monate eintreten. Die Dokumentation einer Marsschleife ist eine reizvolle Aufgabe für ein kleines Beobachtungsprojekt. Die rötliche Färbung des Planeten fällt auch ungeübten Beobachterinnen und Beobachtern sofort auf. Sie ist besonders beeindruckend, wenn Mars noch nicht allzu hoch über dem Horizont steht. Der Grund dafür ist derselbe, der auch die Sonne oder den Mond beim Auf- und Untergang rötlich erscheinen lässt - kurzwellige Lichtanteile werden durch die Atmosphäre stärker gestreut als die langwelligen. Die Marsfarbe wird durch diesen Effekt aber nur verstärkt. Der allgegenwärtige eisenoxidhaltige Staub hat dem Planeten zu Recht den Beinamen des "Roten" eingebracht - "rostiger" Planet wäre ebenso zutreffend. Die linke Abbildung zeigt eine Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops und ein Marsfoto, das mit einem kleinen Amateurteleskop aufgenommen wurde. Informationen zur Sichtbarkeit des Planeten am Abendhimmel finden Sie unter Links und Literatur zum Thema Mars . Zur Vorbereitung der Beobachtung können mithilfe kostenfreier Planetarium-Software (z.B. Stellarium ) Simulationen durchgeführt und Sternkarten ausgedruckt werden. Kaum ein Planet hat die Fantasie der Menschen so sehr in Gang gesetzt wie Mars: Die "Entdeckung" der Marskanäle ist ein schönes Beispiel aus der Wissenschaftsgeschichte dafür, dass auch die Objektivität von Naturwissenschaftlern optischen Täuschungen und einer guten Portion Autosuggestion unterliegen kann. Aber auch für eine Massenhysterie ist Mars gut: Die 1938 am Holloween-Abend über das Radio ausgestrahlte fiktive Schilderung eines Marsmenschen-Überfalls soll in den USA eine Panik ausgelöst haben. UFO-Fans und Esoteriker sahen in einer von der Raumsonde Viking I im Jahr 1976 aufgenommen Gebirgsformation, die als "Marsgesicht" Berühmtheit erlangte, einen extraterrestrischen Monumentalbau, der es bis in die Kultserien "Akte X" und "Futurama" schaffte. Mars bietet also reichlich Stoff, um das Interesse der Schülerinnen und Schüler für Astronomie und Naturwissenschaften zu wecken. Obwohl den meisten von ihnen der eine oder andere Science-Fiction-Film zum Thema Mars bekannt sein dürfte, haben nur die wenigsten den Planeten bewusst mit eigenen Augen gesehen. Nutzen Sie also die nächste Marsopposition, um zusammen mit Ihren Schülerinnen und Schülern den faszinierenden Planeten näher kennen zu lernen und zu beobachten. Historisches und Histörchen Ob Götter, Marsmenschen, Kanäle oder andere Monumentalbauten - die Raumfahrt hat Jahrtausende alte Vorstellungen sowie Fiktionen aus dem 19. und 20. Jahrhundert beendet. Erforschung des "Rostigen Planeten" Mars-Orbiter, Landegeräte und mobile Rover übermittelten nicht nur wissenschaftliche Daten, sondern auch Bilder mit faszinierenden Mars-Impressionen und Landschaften. Der Mars - Oppositionen des Exzentrikers Die Entstehung von rückläufiger Bewegungen und Schleifen der äußeren Planeten und die Besonderheiten der Marsoppositionen werden erläutert. Beobachtung des Planeten Lernende können mit einfachen Hilfsmitteln eine Marsschleife dokumentieren und versuchen, mit einem Teleskop Oberflächenstrukturen zu erkennen. Dokumentation einer Marsschleife Vorschläge für Arbeitsmaterialien und Hinweise zur Verfolgung der Bewegung des Planeten Mars in dem Zeitraum um seine Opposition Die Schülerinnen und Schüler sollen Mythologie und Science Fiction zum Thema Mars kennen lernen. die Geschichte der Erforschung des Planeten überblicken - von der "Entdeckung" der Marskanäle bis hin zur Erforschung der Oberfläche durch NASA-Rover. Mars mit eigenen Augen sehen und in dem Lichtpunkt mithilfe der NASA- und ESA-Fotos eine fremde Welt erkennen. den Planeten durch ein Teleskop beobachten (Schul- oder Volkssternwarte) und versuchen, Oberflächendetails mithilfe eines "Onlinerechners" der Webseite CalSky zu benennen. verstehen, wie eine Marsschleife entsteht. die Bahn des Planeten über einige Monate verfolgen und mit einfachen Mitteln eine "Marsschleife" aufzeichnen. Thema Marsbeobachtung Autoren Dr. André Diesel, Peter Stinner Fächer Naturwissenschaften ("Nawi"), Astronomie, Astronomie AG Zielgruppe Klasse 5 bis Jahrgangsstufe 13 (je nach Thema und Vertiefung) Zeitraum variabel, vom einmaligen Beobachtungsabend bis hin zur Dokumentation einer Marsschleife über mehrere Monate Technische Voraussetzungen Beobachtung mit bloßem Auge oder dem Amateurteleskop; für die fotografische Dokumentation der Planetenbewegung Bildbearbeitungssoftware, zum Beispiel Fitswork (kostenloser Download); Planetarium-Software zur Vorbereitung der Beobachtung, zum Beispiel Stellarium (kostenfrei) Traditionelle Rolle als Kriegsgott Mars fasziniert die Menschen schon seit Jahrtausenden. Im Altertum war der Planet bei vielen Völkern mit dem jeweiligen Kriegsgott verknüpft - Nergal im Zweistromland, Ares bei den Griechen und eben Mars bei den Römern. Ursache dafür dürfte seine auffällig orange-rote Färbung sein - verursacht durch den auf der Marsoberfläche allgegenwärtigen Eisenoxidstaub -, die schon dem bloßen Auge nicht entgeht. Die rote Farbe ist übrigens umso kräftiger, je tiefer der Planet am Himmel steht. Hoch über dem Horizont erscheint Mars eher orange bis gelblich. Ein weiteres Charakteristikum des Planeten sind die großen Helligkeitsunterschiede während seiner Oppositionen. In einigen Jahren kann er über mehrere Wochen sehr hell werden und sogar mit der Leuchtkraft von Jupiter konkurrieren, in anderen Jahren bleibt er relativ unscheinbar und in seiner Helligkeit etwa dem Polarstern vergleichbar. Sein Aufleuchten haben unsere Vorfahren möglicherweise als Symbol für entfesselte Feuersbrünste oder das Vergießen von Blut gedeutet. Wikipedia: Nergal Gottheit der sumerisch-akkadischen und der babylonischen und assyrischen Religion Wikipedia: Ares Griechischer Gott des Krieges, des Blutbades und Massakers Wikipedia: Mars Der Kriegsgott war neben Jupiter der wichtigste Gott der Römer. Schiaparellis "Canali" Aber auch in modernen Zeiten fasziniert Mars und entfesselte Fantasien. 1877 glaubte der Leiter der Mailänder Sternwarte, Giovanni Schiaparelli (1835-1910), mit dem Teleskop Marskanäle entdeckt zu haben - ein Effekt, der einer optischen Täuschung zuzuschreiben ist. Schiaparelli hielt die "Canali" für natürliche geradlinige Senken, durch die Wasser auf der Marsoberfläche fließen könnte. Eine ungenaue Übersetzung ins Englische ("canals" statt "channels") suggerierte jedoch die Entdeckung von Artefakten auf dem Mars. Schnell verbreitete sich so der Glaube an eine hochtechnisierte Marszivilisation, die in den hundert Kilometer breiten Kanälen das Schmelzwasser der Marspole in die gemäßigten Breiten leiten sollte, um die Anbaugebiete der Marsianer im Vegetationsgürtel des Planeten zu bewässern. Wikipedia: Marskanäle Die Kanäle wurden erstmals im Jahr 1877 beschrieben. Science Fiction Der Glaube an eine Marszivilisation war auch die Grundlage zahlreicher Werke des Science-Fiction-Genres. Spektakulär soll der Effekt eines Hörspiels von Orson Wells (1915-1985) gewesen sein, das auf dem Roman "War of the Worlds" von Herbert George Wells (1866-1946) basiert. Orson Wells' fiktive Radio-Reportage über eine Invasion bösartiger Marsianer wurde im Jahr 1938 am Halloween-Abend ausgestrahlt und soll an der Ostküste der USA eine Massenpanik ausgelöst haben (ob dies tatsächlich so war, ist heute allerdings umstritten). Vielen älteren Schülerinnen und Schülern dürfte die beklemmende Verfilmung des Stoffs von Steven Spielberg aus dem Jahr 2005 bekannt sein, ebenso die skurrile filmische Aufarbeitung von Tim Burton aus dem Jahr 1996, "Mars Attacks". Keine Kanäle, weder Zivilisation noch Vegetation Auch wenn man bereits in den dreißiger Jahren begann, die "Marskanäle" für das Ergebnis optischer Täuschungen zu halten - Gewissheit bekam man erst durch die Bilder der Raumsonde Mariner 4, die im Jahr 1965 an dem Planeten vorbei flog und deren Kameras den Mars erstmals aus der Nähe betrachteten. Zwar könnte die Wahrnehmung einiger "Canali" durch geomorphologische Großstrukturen erklärt werden, von dem ausgeklügelten Bewässerungssystem der Marsmenschen fand man jedoch keine Spur. Für die bis dahin mit Besuchern vom Mars in Verbindung gebrachten "Fliegenden Untertassen" mussten UFOlogen fortan andere Erklärungen finden. Aber auch von der bis dahin teilweise noch gehegten Vorstellung, der Planet könne von Moosen und Flechten bewachsen sein (dessen Vegetationsperioden die beobachteten Veränderungen auf der Oberfläche hätten erklären können), musste man sich endgültig verabschieden - Mars scheint ein toter Planet zu sein. Das Marsgesicht Auch wenn die Raumfahrt die menschliche Fantasie weitgehend auf den Boden der Tatsachen zurückholte, bot ein Foto der Raumsonde Viking I aus dem Jahr 1976 Anlass für ganz neue Spekulationen. Aus knapp 2.000 Kilometern Höhe nahm die Sonde beim Landeanflug eine Gebirgsformation auf, die als "Marsgesicht" berühmt wurde (Abb. 1). UFO-Fans erkannten darin das monumentale Artefakt einer außerirdischen Spezies. Das Marsgesicht wurde von diversen TV- und Kinoproduktionen aufgegriffen. In der Trickfilmserie "Futurama" bildet es zum Beispiel den Eingang zur marsianischen Unterwelt, in der Aliens hausen. Aufnahmen des NASA-Orbiters Mars Global Surveyor aus dem Jahre 2001 zeigen jedoch nichts anderes als eine verwitterte Felsformation und beendeten so auch diese Illusion. Durchmesser, Tageslänge, Neigung der Rotationsachse Der Durchmesser des Planeten ist mit etwa 6.800 Kilometern doppelt so groß wie der des Mondes, aber nur halb so groß wie der unserer Erde. Ein Marstag dauert nur 40 Minuten länger als ein irdischer Tag. Dies fanden schon Christian Huygens (1629-1695) und Giovanni Domenico Cassini (1625-1712) heraus, die die Rotationsdauer durch die Beobachtung von Oberflächendetails bestimmen konnten. Die Neigung der Rotationsachse (etwa 25 Grad) entspricht ungefähr derjenigen der Erdachse (23 Grad) und beschert dem Mars Sommer und Winter. Die marsianischen Jahreszeiten dauern allerdings doppelt so lange wie die unsrigen, da Mars für eine Runde um die Sonne etwa zwei Erdenjahre benötigt. Entfernung und Jahreslänge Mars ist im Schnitt 1,5 astronomische Einheiten, also 1,5 Mal soweit von der Sonne entfernt wie die Erde. Aufgrund seiner stark exzentrischen Bahn schwankt sein Abstand zur Sonne zwischen 207 und 250 Millionen Kilometern. Ein Marsjahr dauert etwa 687 Tage (siderische Umlaufzeit). Alle 780 Tage wird er von der Erde überrundet (synodische Umlaufzeit). Zwischen den Marsoppositionen liegen also zwei Jahre, ein Monat und drei Wochen. "Furcht" und "Schrecken" begleiten den Kriegsgott Bei den beiden kleinen, etwas kartoffelförmigen Marsmonden handelt es sich möglicherweise um eingefangene Asteroiden. Standesgemäß wurden die Trabanten des Kriegsgotts auf die Namen Phobos und Deimos, Furcht und Schrecken, getauft. Während unser Mond groß genug ist, um die Rotationsachse der Erde zu stabilisieren (was ihrer Bewohnbarkeit sehr entgegen kommt), sind Phobos und Deimos dafür viel zu klein. Deshalb vollführt die Mars-Rotationsachse eine viel deutlichere Taumelbewegung als die der Erde. Die Marsatmosphäre besteht zu 95 Prozent aus Kohlenstoffdioxid. Der Atmosphärendruck beträgt am Boden weniger als ein Prozent des Luftdrucks der Erde. Flüssiges Wasser kann an der Oberfläche unter diesen Bedingungen - selbst oberhalb des Gefrierpunkts - nicht existieren. Die dünne Atmosphäre speichert kaum Wärme, sodass die Temperaturunterschiede zwischen Tag (bis zu 20 Grad Celsius in Äquatornähe) und Nacht (bis zu -85 Grad Celsius) beträchtlich sind. Die mittlere Temperatur liegt bei -55 Grad Celsius. Neben der gemäßigten Neigung der Rotationsachse trägt die Exzentrizität der Umlaufbahn zu einer deutlichen Ausprägung der Jahreszeiten mit dynamischen Vorgängen in der dünnen Atmosphäre bei. Im Marsfrühjahr können heftige Staubstürme große Teile des Planeten verhüllen. Durch die Verwehungen hellen Staubs in dunklere Gebiete kommt es zu jahreszeitlichen Veränderungen der Marsoberfläche, die im Teleskop beobachtet werden können. Die Veränderung der dunklen Schattierungen hielt man früher für eine mögliche Folge marsianischer Vegetationszyklen. Die Polkappen bestehen zum größten Teil aus gefrorenem Kohlenstoffdioxid, enthalten aber auch Wassereis. Sie "pulsieren" mit dem Wechsel der Jahreszeiten. Die Dicke der nördlichen Polkappe (1.000 Kilometer im Durchmesser) wird auf immerhin fünf Kilometer geschätzt. Abb. 2 zeigt eine Aufnahme des NASA-Orbiters Mars Global Surveyor. Die Suche nach Wasser Eine Hauptaufgabe der im Jahr 2008 etwas nördlich des Polarkreises gelandeten NASA-Sonde Phoenix war die Suche nach Spuren von Wasser. Fließspuren an der Oberfläche (trockene Flusstäler und Überschwemmungsgebiete) waren bereits vorher bekannt. Durch Gesteinsanalysen konnte bestätigt werden, dass der Mars einst wärmer und feuchter und somit seine Atmosphäre dichter gewesen sein muss. Abseits der Polkappen versteckt sich das Wassereis heute im Permafrostboden einige Meter unter der Marsoberfläche. In seiner nördlichen Position konnte Phoenix Wassereis jedoch schon wenige Zentimeter unter der Oberfläche nachweisen. Spuren von Leben hat man bisher nicht gefunden. Konjunktion und Opposition Mars ist im Schnitt 1,5 astronomische Einheiten, also 1,5 Mal soweit von der Sonne entfernt wie die Erde. Aufgrund seiner stark exzentrischen Bahn schwankt sein Abstand zur Sonne zwischen 207 und 250 Millionen Kilometern. Dies ist auch die Ursache für die unterschiedliche Leuchtkraft des Planeten am Himmel während seiner Oppositionsstellung (Abb. 6). Etwa alle 15 Jahre kommt uns der Rote Planet besonders nah. Zuletzt war dies im Jahr 2003 der Fall - auf die nächste spektakuläre Marsopposition müssen wir also bis zum Jahr 2018 warten. Überholen wir Mars auf unserer Innenbahn, während er sich in seiner sonnenfernsten Position befindet (Aphel), dann bleibt er an unserem Himmel relativ unauffällig. Die maximale Oppositionsentfernung zur Erde liegt bei mehr als 100 Millionen Kilometern. Überholen wir Mars dagegen, wenn er sich in seiner sonnennächsten Position befindet (Perihel), kann sich ihm die Erde bis auf 56 Millionen Kilometer nähern. Abb. 7 (zur Vergrößerung bitte anklicken) gibt einen Überblick über die geometrischen Situationen der Marsoppositionen in den Jahren von 1999 bis 2022 sowie die jeweiligen scheinbaren Durchmesser des Marsscheibchens. Die Entfernungen Erde - Mars sind in Millionen Kilometern angegeben. Rückläufigkeit und Schleifen Um die Zeit der Opposition überholt die Erde einen äußeren Planeten "auf der Innenbahn". Beobachterinnen und Beobachter auf der Erde sehen den gleichen Effekt wie ein Läufer, der in der Stadionkurve auf der Innenbahn an einem Läufer auf der Außenbahn vorbeizieht. Während dieses Überholvorgangs bewegt sich der überholte Läufer auf der Außenbahn vom Läufer auf der Innenbahn aus gesehen vor dem Publikum auf der Kurventribüne kurzzeitig rückwärts. Übertragen auf die Bewegungen im Sonnensystem heißt dies, dass der äußere Planet sich während der Opposition von der Erde aus gesehen vor dem Fixsternhimmel rückwärts, das heißt von Ost nach West bewegt. Der Fixsternhimmel hat jetzt die Rolle des Publikums auf der Kurventribüne übernommen. Weil die Bahnebenen der Planeten geringfügig gegen die Erdbahn geneigt sind, erscheinen die Bahnen von Mars und den übrigen äußeren Planeten um die Zeit der Opposition herum als "Schleifen" an der Himmelskugel. Dies wird durch Abb. 8 und die folgenden Java-Applets veranschaulicht: Auffällige Oppositionsschleifen Weil Mars von allen äußeren Planeten der Erde am nächsten ist, fällt seine Oppositionsschleife am Sternhimmel deutlich größer aus als die von Jupiter und Saturn. Die Ausdehnung der Oppositionsschleife von Saturn erreichte zum Beispiel im Jahr 2010 nur etwa 30 Prozent derjenigen von Mars. Somit gilt als Fazit: Mars ist das ideale Objekt für die Beobachtung der Oppositionsschleife eines Planeten im Rahmen eines schulischen Projekts! Im Bereich Fachmedien finden Sie eine kurze Einführung in das einfach zu bedienende virtuelle Planetarium Stellarium . (Als ebenso hilfreich, aber etwas komplexer, erweist sich das Programm Cartes du Ciel ) Führen Sie nach dem Start von Stellarium den Mauszeiger in die linke untere Bildschirmecke. Danach öffnen sich die beiden Menüleisten links und unten (Abb. 9, zur Vergrößerung des Ausschnitts bitte anklicken). Per Mausklick auf das Uhrensymbol in der linken Leiste öffnet sich ein Dialogfenster, in das man Datum und Uhrzeit eingibt. Nach Klick auf das Lupensymbol in der linken Menüleiste gibt man den Namen "Mars" ein. Stellarium wählt jetzt den Himmelsausschnitt so, dass sich Mars genau im Zentrum befindet. Drehen am Scrollrad der Maus vergrößert oder verkleinert den dargestellten Himmelsauschnitt. So kann man leicht die Lage vom Mars relativ zum Horizont oder relativ zu markanten Sternbildern einschätzen. Was ist zu sehen? In einem 60 Millimeter Teleskop erscheint Mars lediglich als kleines, oranges Scheibchen. Ab etwa zehn Zentimetern Öffnung können unter günstigen Umständen helle und dunkle Bereiche der Oberfläche schemenhaft wahrgenommen werden. Auch Polkappen sind - je nach marsianischer Jahreszeit - zu sehen. Teleskope mit 15 bis 20 Zentimetern Öffnung lassen weitere Details erkennen. Christian Huygens beschrieb bereits im Jahr 1659 die "Große Syrte", ein dunkles, auffällig dreieckiges Wüstengebiet. Die Suche nach Oberflächendetails lohnt sich jedoch nur während weniger Monate um den Oppositionstermin herum. Abb. 10 zeigt eine Aufnahme des Planeten von Heinrich Kuypers, die im Rahmen einer Astronomie-AG mithilfe eines kleinen Amateurteleskops entstand. Dabei wurden viele Einzelbilder mit der kostenfreien Software RegiStax addiert. Das Foto zeigt Oberflächendetails somit deutlicher als der Blick durch das Okular des Teleskops. Übersichtskarte Die im Folgenden vorgestellten Arbeitsmaterialien wurden für die Dokumentation der Marsschleife im Jahr 2010 erstellt. Sie können bei künftigen Oppositionen als Anregung für die Zusammenstellung entsprechender Schülermaterialien dienen. Passende Sternkarten müssen dann für den jeweiligen Beobachtungszeitraum mit geeigneter Astronomie-Software, etwa GUIDE oder den kostenfreien Progeammen Cartes du Ciel und Stellarium , erstellt werden. Die mit der Software GUIDE 8.0 erzeugte Übersichtskarte (uebersichtskarte.jpg) zeigt den Ost- und Südhimmel mitsamt Horizont, wie er sich Beobachterinnen und Beobachtern in Deutschland am 15. Februar 2010 um 21:00 Uhr darstellte. Der aufgehellte Bereich in der rechten Bildhälfte entspricht der Milchstraße. Den Himmelsanblick einer solchen Karte findet man - bei gleicher Horizontlage - 15 Tage später schon eine Stunde früher oder 15 Tage früher erst eine Stunde später vor. Anhand des Ausdrucks einer solchen Karte können sich die Schülerinnen und Schüler grob am Sternhimmel orientieren. Wichtig ist, dass sie die Sternbilder, durch die sich Mars während des gewählten Beobachtungszeitraums bewegen wird, eindeutig identifizieren können. Negativ-Übersichtskarte Die Grafik der Datei "uebersichtskarte_negativ.jpg" ist die Negativ-Darstellung der Karte "uebersichtskarte.jpg". Der Himmelshintergrund ist weiß gehalten, die Sterne sind als schwarze Kreise dargestellt. Ihre Helligkeit wird durch die verschieden großen Kreisdurchmesser veranschaulicht. Solche Negativ-Sternkarten eignen sich gut für handschriftliche Einträge und Ergänzungen. Detailkarten Nach etwas Übung in der Orientierung am Himmel genügen den Schülerinnen und Schülern für weitere Beobachtungen dann die vergrößerten Ausschnittkarten, zum Beispiel "detailkarte.jpg" oder "detailkarte_negativ.jpg" (Abb. 12; zur Vergrößerung des Ausschnitts bitte anklicken). Letztere Karte liegt auch mit dem Gradnetz des äquatorialen Himmelskoordinatensystems vor ("detailkarte_negativ_gradnetz.jpg"). Händische Einträge in die Himmelskarten In allen Karten fehlt der am Sternhimmel nicht ortsfeste Mars. Er ist jedoch in der betrachteten Himmelsgegend bei einer "durchschnittlichen" Opposition ein auffälliges Objekt und deshalb leicht aufzufinden. Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es nun, an möglichst vielen klaren Abenden während der Beobachtungsmonate (in dem hier vorgestellten Beispiel Januar bis April 2010) nach dem Planeten Mars Ausschau zu halten, ihn am Himmel aufzufinden, seine Position relativ zu den umgebenden Sternen nach Augenmaß zu ermitteln, um diese Marspositionen dann nebst Datum in der Detailkarte (Negativdarstellung) festzuhalten. Durch Einbeziehen des Koordinatenrasters in der Detailkarte kann eine ordentliche Genauigkeit bei der Bestimmung der Positionen erzielt werden. Brauchbares Wetter vorausgesetzt, sollte man im Laufe einiger Wochen viele unterschiedliche Marspositionen beobachten und dokumentieren können. Man wird zuerst die retrograde (rückläufige) Bewegung erkennen, dann den scheinbaren Stillstand, dem danach die normale prograde Bewegung von Westen nach Osten folgt. Abb. 13 (Grafik zur Vergrößerung des Ausschnitts bitte anklicken) zeigt den mit der Software GUIDE 8.0 erzeugten Verlauf der Marsbewegung um dessen Opposition (Beobachtungsbeispiel Oktober 2009 bis Mai 2010). Technikbegeisterte Schülerinnen und Schüler werden eher an der fotografischen Dokumentation der Marsbewegung interessiert sein. Unter Verwendung der kostenlosen Software Fitswork kann man aus Fotografien einfacher Digitalkameras Planetenbahnen am Sternhimmel rekonstruieren und nebenbei Grundlagen der digitalen Bildbearbeitung erlernen. Das dieser Technik zugrunde liegende Vorgehen wird ausführlich beschrieben in dem Beitrag zur Allgemeine Hinweise zur Planetenbeobachtung . Literatur Die astronomischen Jahrbücher informieren über die wesentlichen Ereignisse, deren Begleitumstände sowie über die Sichtbarkeiten der Planeten: Ahnert Astronomisches Jahrbuch, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft (Heidelberg) Keller Kosmos Himmelsjahr, Kosmos Verlag (Stuttgart)

Setzen Sie das Klima aufs Spiel! Anhand von Keep Cool Online können Ursachen des Klimawandels simuliert, nach Wegen des Klimaschutzes und Strategien zur Anpassung gesucht werden. Keep Cool Online basiert auf dem Brettspiel Keep Cool, das von Wissenschaftlern des Potsdam Instituts für Klimafolgenforschung entwickelt wurde. Vom Brettspiel zur digitalen Version: ?Keep Cool? lädt die Mitspielerinnen und Mitspieler ein, sich in die globale Klimapolitik spielerisch einzumischen. Nun liegt das Spiel, das Bewusstsein für ökonomische und ökologische Zusammenhänge schärft, auch in einer Online-Version vor. Das im Netz frei aufzurufende Spiel orientiert sich stark an den Regeln und Mechanismen des Brettspiels. Darüber hinaus bietet es Zusatzfunktionen, die gerade in der Bildungsarbeit nützlich sind. So kann es Lehrkräften zur Einführung in den Themenkomplex ?Klimawandel? dienen. Zum Spielen sind keine speziellen Vorkenntnisse erforderlich. Im Spielverlauf werden jedoch zahlreiche Themen eingespielt, die nachfolgend im Unterricht vertieft werden können. Grundzüge erklären Bevor das Spiel gestartet wird, sollten die Grundzüge des Spiels und seine Spielregeln erläutert werden. Zwar können sich die Spielerinnen und Spieler das Spiel auch selbst aneignen, die Erfahrung zeigt aber, dass dies schneller geht, wenn es durch die Lehrkraft moderiert wird. Spielablauf Nach Spielbeginn ist Keep Cool Online grundsätzlich ein ungeführtes Spiel, ein Eingreifen oder eine Moderation der Spielleitung ist nicht vorgesehen oder notwendig. Während des Spielablaufs können die Spielerinnen und Spieler eigene Taktiken entwickeln, mit denen sie glauben, ihren Spielzielen näher zu kommen. Eine optimale Taktik gibt es nicht, schon allein deshalb, weil die Spielziele immer wieder unterschiedlich sind. Nachbereitung Keep Cool Online legt während des Spiels ein Protokoll an, in dem die wesentlichen Spielaktivitäten dokumentiert werden. Dieses Protokoll kann für die Nachbereitung abgerufen und verwertet werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, dass der Mensch das Weltklima beeinflusst. die Handlungsoption der Anpassungsmaßnahmen, also Schutz und Vorbeugung gegen die Klimafolgen, kennenlernen. sich über Möglichkeiten politischen Handelns informieren. ein Gefühl für die Schwierigkeiten weltpolitischen Handelns bekommen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sich mit den Regeln eines Computerspiels vertraut machen und dementsprechend das Spiel bedienen. zu ausgewählten Themen im Internet recherchieren. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen als Gruppe eine Spielpartei übernehmen. durch Verhandlungen einerseits ihre Interessen (Spielziele) verfolgen, andererseits aber auch fähig sein, Kompromisse einzugehen. Thema Keep Cool Online - das Planspiel zum Klimawandel Autor Till Meyer Fächer Geographie, Politik/SoWi Zielgruppe Klassen 8-10 Zeitraum Spieldauer 1-2 Stunden, Vorbereitung circa 1 Stunde, Nachbereitung sehr variabel, je nach Anzahl der ausgewählten Themen und Vertiefung. Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang je nach Anzahl der Beteiligten Spielparteien (3-6), Flash-Player ( kostenloser Download ) Bei Keep Cool Online übernehmen die drei bis sechs Spieler - oder Spielgruppen - die Rollen von Ländergruppen in der Welt: ­USA und Partner, ­Europa, Ehemalige Sowjetunion, OPEC (Organisation der Erdöl exportierenden Länder), Schwellenländer und Entwicklungsländer. Es gilt diese Ländergruppe und deren Ziele zu vertreten. In Abb. 1 (zum Vergrößern bitte Anklicken) wird die Ländergruppe "Schwellenländer" dargestellt. Jede Ländergruppe hat ein "Wirtschaftliches Ziel", das darin besteht, eine bestimmte Anzahl Fabriken aufzubauen, um sein Wirtschaftswachstum zu sichern. Dieses wirtschaftliche Ziel ist allen Spielern bekannt. Gleichzeitig hat jeder Spieler für seine Ländergruppe ein "Politisches Ziel". Die politischen Ziele der Spieler können - wie auch in der Realität - stark voneinander abweichen oder sich sogar zuwider laufen. Kein Spieler kennt die politischen Ziele seiner Mitspieler. Sobald ein Spieler sowohl das wirtschaftliche als auch das politische Ziel erreicht hat, gewinnt er sofort. Das wirtschaftliche Ziel erreicht jeder Spieler durchaus allein, indem er das Geld, das seine Fabriken erwirtschaften, in den Bau neuer Fabriken investiert. Das politische Ziel hingegen erreichen die Spieler nur in Zusammenarbeit mit anderen. Das bedeutet, dass neben der Entwicklung einer eigenen Gewinnstrategie ein hohes Maß an Verhandlungsgeschick und Kompromissbereitschaft notwendig ist. Umfang der Klimafolgen Schutzmaßnahmen sind nicht zuletzt deshalb erforderlich, weil die Treibhausgasemissionen der (klimaschädlichen) Fabriken immer dramatischere Klimafolgen verursachen. Die Konsequenz sind häufigere und stärkere Katastrophen, deren Schäden bezahlt werden müssen. Damit werden nicht nur finanzielle Mittel für den wirtschaftlichen Aufbau gebunden, sondern oft genug das Erreichte wieder zunichte gemacht. Umsetzung im Spiel Eine Möglichkeit hier sind Anpassungsmaßnahmen - im Spiel "Schutzstufen" -, welche die Katastrophenschäden zumindest verringern. Eine andere Möglichkeit sind "grüne" Fabriken, die im Gegensatz zu den "schwarzen" Kohlenstoffdioxid-emittierenden Fabriken klimaneutral produzieren (siehe Abb. 2, zum Vergrößern bitte Anklicken). Grüne Fabriken sind aber erheblich teurer und verlangsamen damit den wirtschaftlichen Aufbau. Allerdings können die Spieler allein oder gemeinsam Forschung betreiben und so die Baukosten klimaneutraler Fabriken senken. Welche Strategien die Spieler verfolgen, bleibt weitgehend ihnen überlassen. Das Spiel gibt keinen optimalen Weg vor. In jedem Fall muss aber die Veränderung des Klimas im Auge behalten werden - denn kein wirtschaftliches oder politisches Ziel ist mehr etwas wert, wenn das Klima aus den Fugen gerät. Zwar können einzelne Spieler Keep Cool Online gewinnen, aber es können durchaus alle Spieler gemeinsam verlieren, wenn das Karbometer das Ende des roten Bereichs erreicht hat. Systemvoraussetzungen Das Spiel steht ausschließlich online zur Verfügung. Je Spieler oder Spielgruppe (drei bis sechs) muss ein Computer mit Internetzugang zur Verfügung stehen. Die Computer müssen über einen Flash Player verfügen, der bei Bedarf kostenlos aus dem Internet heruntergeladen werden kann ( Adobe Flash Player ). Neues Spiel anlegen Ein neues Spiel kann nur von einem registrierten Spielleiter angelegt werden. Nach erfolgreichem Spielleiterlogin gelangt man automatisch auf die Seite "Spiel(er) bearbeiten". Dort kann ein Neues Spiel angelegt werden. Wichtig ist, dass die Anzahl der Spieler passend zur Zahl der gewünschten Spieler beziehungsweise Spielgruppen gewählt wird. Die Angaben zu Spielname, Spielnotiz und Spielername sind optional. Sie sind lediglich für den Spielleiter nützlich, um bei mehreren Spielen nicht die Übersicht zu verlieren. Durch klicken auf den Button "Neues Spiel anlegen" werden automatisch die individuellen Login-Codes erstellt (siehe Abb. 3, zum Vergrößern bitte Anklicken). Bei Bedarf können diese Login-Codes manuell überschrieben werden. Anhand dieser Codes können sich die Spieler auf der Startseite von Keep Cool Online einloggen und gelangen dann in das speziell für sie angelegte Spiel mit der vorgesehenen Rolle. Wichtig: Die Codes funktionieren erst dann, wenn der Spielleiter das Spiel gestartet hat. Schweigen ist Silber, Reden ist Gold Im Rahmen des Spiels sollten die Spieler miteinander in Verhandlung treten, um ihre Spielziele möglichst schnell zu erreichen. Wird das Spiel in einem Raum gespielt, kann diese Kommunikation mündlich passieren. Dabei ist es ratsam, die Rollen der verschiedenen Spieler oder Spielgruppen durch eine Tischkarte oder Ähnliches anzuzeigen. Sind die Spielparteien räumlich verteilt, muss ein zusätzliches Kommunikations-Tool genutzt werden, zum Beispiel ein Chat der Plattform lo-net², ein ICQ-Chat, die Plattform Schüler-VZ oder Twitter. Nutzung von lo-net² Wenn Sie lo-net² nutzen wollen, jedoch noch keinen Account hierfür haben, bieten wir Ihnen einen Testzugang an, mit dem Sie und Ihre Schülerinnen und Schüler für eine begrenzte Zeit die Plattform und die darin enthaltene Chat-Funktion nutzen können. Bitte beantragen Sie diesen Testzugang über per E-Mail an die oben genannte Adresse. Spielanleitung verstehen Die Spielleitung sollte sich vor dem Beginn der Einheit mit den Spielregeln und Aktionsmöglichkeiten vertraut machen. Die Erfahrung zeigt, dass Menschen Spiele sehr unterschiedlich lernen und es in den meisten Fällen effizienter ist, wenn die Spielleitung das Spiel erklärt, als wenn alle Spieler selbst versuchen, die Spielanleitung zu verstehen. Es gibt aber auch eine Hilfefunktion, die während des Spiels jederzeit von den Spielerinnen und Spielern in Anspruch genommen werden kann. Übersicht Sinnvoll ist es, den Spielern eine kurze Übersicht über das Spiel, den Spielablauf und die Spielziele zu geben. Als Orientierung kann der Text der Kurzbeschreibung des Spiels dienen. Anschließend können Verständnisfragen geklärt werden. Gruppenaufteilung Vor dem weiteren Einstieg ins Spiel sollten den Spielern oder den Spielgruppen ihre Ländergruppen zugeteilt werden. Wenn mit Spielgruppen anstelle einzelner Spieler gespielt wird, sollten die Gruppen einigermaßen gleich groß sein. Ansonsten kann jede Methode der Gruppeneinteilung genutzt werden, die bekannt ist und die es erlaubt, diesen organisatorischen Teil der Einheit schnell und zügig durchzuführen. Verhandeln erwünscht Die ärmeren Ländergruppen - Entwicklungsländer, Schwellenländer, Ehemalige Sowjetunion und OPEC - sind erheblich mehr darauf angewiesen, mit reicheren Partnern zu kooperieren. Das bedeutet, dass die ärmeren Ländergruppen vorrangig mit Spielern besetzt werden sollten, die Spaß am Reden und Verhandeln haben. Spieler, die das weniger können, oder die ohnehin eine schwierige Stellung in der Gruppe haben, werden möglicherweise in diesen Rollen eher frustriert sein und die Motivation verlieren. Spielphasen erläutern Im nächsten Schritt sollte die Spielleitung gemeinsam mit den Spielern die einzelnen Spielphasen durchgehen und die jeweiligen Abläufe und Aktionsmöglichkeiten erläutern. Wieder sollten Verständnisfragen geklärt werden. Zu Beginn des Spiels sollten sich alle Parteien über die vom Spiel vorgegebenen Spielziele informieren. Wenn die Maus auf das Feld "Deine Spielziele" geführt wird, erscheint das wirtschaftliche Ziel in dem Textfeld daneben. Wird gleichzeitig die linke Maustaste gedrückt, erscheinen die beiden politischen Ziele, wovon lediglich eines erreicht werden muss. In Abb. 4 (zum Vergrößern bitte anklicken) ist eine Übersicht über alle wirtschaftlichen Ziele aller Spielgruppen zu sehen, wie sie in Phase 3 (Auswertung) angeboten wird. Die Abbildung zeigt die Ansicht bei gedrückter Taste "Deine Spielziele". Bei Keep Cool Online entspricht jede Spielrunde ungefähr einem Jahrzehnt und läuft in vier unterschiedlichen Phasen ab: Einnahmen Die Einnahmen beziehen alle Gelder ein, die ein Spieler in einer Runde bekommt. Aktion In der Phase Aktion findet das eigentliche Spiel statt. Hier können die Spieler miteinander agieren und ihre Gewinnstrategien verfolgen. Auswertung In der Phase Auswertung erhalten die Spieler eine Übersicht darüber, was sie selbst und die anderen Ländergruppen getan haben. Ereignis In der letzten Phase jeder Spielrunde können alle oder nur einige Spieler von Ereignissen betroffen werden, die sich aus den Veränderungen des Weltklimas ergeben. In jeder Phase agieren alle Spieler gleichzeitig. Es kann sein, dass Spieler in einigen Phasen nichts tun. Die Phasen "Auswertung" und "Einnahmen" können aber erst begonnen werden, wenn alle Spieler ihre Aktionen in der vorgeschalteten Phase abgeschlossen oder bestätigt haben, dass sie momentan nichts tun wollen. Es kann also nicht vorkommen, dass einige Spieler sich in einer Phase befinden, andere schon in der nächsten. Nachdem die letzte Phase einer Spielrunde beendet wurde, wird Zwischenbilanz gezogen und das globale Klima erholt sich. Das Maß der Erholung hängt vom Stand des Karbometers ab. Bei hohem Kohlenstoffdioxid-Gehalt fällt es der Erde schwerer, sich zu erholen. Danach beginnt die nächste Spielrunde wieder mit Phase "Einnahmen". Wie lang jede Spielrunde dauert, hängt wesentlich von den Aktionen der Spieler und den Verhandlungen untereinander ab. Einige Spielrunden werden sehr kurz sein, andere relativ lang, insbesondere dann, wenn die steigenden Temperaturen zum Handeln zwingen. Unterschiedliche Rundenzeiten ergeben sich auch durch die politischen Ziele, die die Spieler verfolgen und die sich widersprechen können. Daraus ergeben sich im Spielverlauf in der Regel Interessengemeinschaften, die gleiche oder ähnliche Ziele verfolgen. Keep Cool Online ist ein sehr kommunikatives Spiel. Entsprechend sollte dem Austausch der Spieler untereinander angemessen Raum gegeben werden. Aufgrund der Erfahrung mit potentiell gefühlsbetonten Spielen hat sich eine Auswertung in drei Phasen als gute Möglichkeit herausgestellt, für die Spielerinnen und Spieler eine deutliche Trennung zwischen dem Spielablauf und der inhaltlichen Bedeutung des Spiels herzustellen. Bei Keep Cool Online kommt hinzu, dass eines der Spielziele das "Politische Ziel" ist. Dieses Ziel muss selbstverständlich nicht mit den persönlichen Überzeugungen der Spieler übereinstimmen, wird aber mit aller Energie verfolgt, selbst wenn das bedeutet, dass eine globale Problemlösung behindert oder sogar verhindert wird. Die dreiteilige Auswertungsmethode hilft also auch, zwischen der Persönlichkeit der Spieler und den im Spiel übernommenen Rollen zu differenzieren. Es ist die Aufgabe der Spielleitung, auf die Einhaltung der Regeln dieser Auswertungsmethode zu achten. Wie ist das Spiel verlaufen? Im ersten Schritt der Auswertung geht es ausschließlich um eine Bestandsaufnahme des tatsächlichen Spielablaufs. In dieser Phase können die Spieler schlichtweg alles aussprechen, was ihnen während des Spiels aufgefallen ist. Sie sollten dabei darauf achten, immer aus der Spielrolle heraus zu sprechen. Diese Art von Auswertung kann durch die Dokumentation in Form einer CSV-Datei unterstützt werden. Gefühle sind erlaubt Es sollte kein Problem darstellen, wenn sich Spieler verbal angreifen und sich beschuldigen, rücksichtslos, gemein oder sonst wie negativ verhalten zu haben. Die Spielleitung sollte hier nach Möglichkeit überhaupt nicht eingreifen, da die geäußerten Gefühle ein wesentlicher Bestandteil des Bezugs der Spieler zum Thema und des letzten Auswertungsschritts sind. Wann sollte die Spielleitung intervenieren? Die Spielleitung sollte allerdings eingreifen, wenn die Diskussion zu chaotisch wird, oder wenn Konflikte von außerhalb des Spiels einfließen. Unter Umständen sollte die Spielleitung dann Diskussionsregeln aufstellen und verfolgen, sowie die gesamte Phase moderieren. Die Phase sollte beendet werden, wenn deutlich wird, dass immer wieder die gleichen Punkte genannt werden, oder wenn zwei Spieler beginnen, zu zweit ein Streitgespräch zu führen, während sich die anderen Spieler herausnehmen. Die zweite Spielphase dient ausschließlich dazu, eine deutliche Trennung zwischen erster und dritter Auswertungsphase herzustellen. Wenn die erste Phase sehr emotional geführt wurde, kann es sinnvoll sein, ein kurzes Bewegungsspiel einzusetzen. Bei Keep Cool Online wird eine solche Dynamik nur in den allerseltensten Fällen entstehen, aber auf jeden Fall sollte hier eine kurze Pause angesetzt und die Spieler gebeten werden, nicht über das Spiel zu sprechen. Die Rolle im Spiel In der dritten Auswertungsphase geht es darum, über das Spiel und seinen Bezug zur Realität zu sprechen. Zu Beginn werden die Regeln dieser Phase erläutert: Während in der ersten Phase darauf geachtet wurde, aus der Spielrolle heraus zu sprechen, das heißt "ich", "wir", "du" et cetera zu benutzen, darf dies in der dritten Phase nicht mehr vorkommen. Der Spieler, der zum Beispiel die Entwicklungsländer gespielt hatte, sollte in dieser Phase von den "Entwicklungsländern" sprechen, also gewissermaßen die dritte Person benutzen, und entsprechend auch andere Spieler nicht mit "Du" ansprechen, sondern die entsprechende Ländergruppe bezeichnen. Fokus auf fachliche und inhaltliche Auseinandersetzung In dieser Phase sollte die Spielleitung anhand der Dokumentation des Spiels die Gespräche moderieren. Mit Sicherheit wird auch die erste Phase der Auswertung wichtige zusätzliche Aspekte zur Sprache gebracht haben, die hier aufgegriffen werden sollten. In der Regel wird es auch Fragen entsprechend des Fachunterrichts geben, die bereits vor dem Beginn des Spiels formuliert wurden. In welcher Form der Austausch stattfindet ist unerheblich. Ganz wesentlich ist aber, dass die Spielleitung unmittelbar interveniert, wenn Spieler wieder in ihre Spielrolle zurück fallen. Während des Spiels werden kontinuierlich Daten über alle Käufe, Verkäufe, Katastrophenschäden und Finanzen festgehalten. Die Spielleitung kann diese Daten nach dem Spiel als CSV-Datei abrufen und diese in einem Tabellenkalkulations-Programm weiterverarbeiten (siehe Abb. 5, zum Vergrößern bitte Anklicken). So können beispielsweise in Excel Datensätze ausgewählt und als Diagramme dargestellt werden. In dieser Dokumentation sind sowohl die globalen Daten, zum Beispiel alle Käufe klimafreundlicher Fabriken aufgelistet, aber auch nationale Daten. Je nachdem, welche Diagrammform ausgewählt wird, können in Excel Balken-, Säulen- oder Kreisdiagramme erstellt werden. Die CSV-Datei ist so angelegt, dass aussagekräftige Diagramme leicht erstellt werden können: Die markierten Zeilen 2 bis 6 ergeben eine Übersicht über den Zustand des Karbometers, der klimaschädlichen und klimafreundlichen Fabriken, der Schutzstufen und der Katastrophenschäden im Ablauf der gespielten Runden. Die markierten Zeilen 7 bis 12 ergeben eine Übersicht über die Finanzen der Länder Die markierten Zeilen 13 bis 18 ergeben eine Übersicht über die klimaschädlichen Fabriken der Länder. Wenn eine nationale Übersicht dargestellt werden soll, etwa die Entwicklung der Schwellenländer im Verlauf des Spiels, können bei gedrückter Strg-Taste die Zeilen 9, 15, 21, 27, 33 und 39 markiert und als Grundlage eines Diagramms herangezogen werden. Die CSV-Datei steht auf den Portalseiten von Keep Cool Online zum Herunterladen zur Verfügung. Dazu loggen Sie sich bitte als Spielleiter ein und wählen den Menüpunkt "Spiel(er) bearbeiten". Öffnen Sie die für das gewünschte Spiel zugehörige "Karte" und klicken Sie auf den Link "CSV-Export". Ihr Browser wird dann das übliche Download-Menü starten, mit dem Sie diese Datei auf Ihrer Festplatte oder einem anderen Medium speichern können.