Wissen Sie eigentlich wie Ebbe und Flut entstehen? Irgend etwas mit dem Mond? Oder wegen der Drehung der Erde? Keine Sorge. Selbst der große Galileo Galilei (1564-1642) lag mit seiner Gezeiten-Theorie falsch. Also mal ganz von vorne ...Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit zur Gezeitenwirkung des Monds basiert auf interaktiven Webseiten mit dynamischen GeoGebra-Applets. Animierte Simulationen schaffen Visualisierungsmöglichkeiten, die auf dem Papier und an der Tafel nicht realisierbar sind und das Verständnis erleichtern. Lehrende oder Lernende können mithilfe der Maus am Computer die Zeichnungen und Konstellationen kontinuierlich verändern und so bestimmte Fragestellungen verfolgen und dynamisch überprüfen. Dies ermöglicht einen aktiv-entdeckenden Zugang zu den geophysikalischen Sachverhalten. Interaktive Animationen verdeutlichen das Prinzip der Umwälzbewegung Anlass für die Erstellung dieser Lerneinheit waren wiederholte Anfragen interessierter Schülerinnen und Schüler, wie die Gezeiten und speziell der "mondabgewandte Flutberg" entstünden. Die dabei zu Tage tretenden Fehlvorstellungen sind auch in manchen Büchern und im Internet zu finden. Prinzipiell lassen sich zwei verschiedene Ansätze zur Erklärung der Gezeitenkräfte unterscheiden: Das Modell der Umwälzbewegung, bei dem Erde und Mond ihren gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen, und das Modell der Fallbewegung, bei dem die (ausgedehnte) Erde im inhomogenen Gravitationsfeld des Monds "frei fällt". Die hier vorgestellte Lernumgebung verdeutlicht das Prinzip der Umwälzbewegung mithilfe von interaktiven Animationen, die sich bei der Veranschaulichung der grundlegenden Sachverhalte als sehr hilfreich erwiesen haben. Erneuerbare Energien aus Gezeitenkraftwerken Die Beschäftigung mit den Gezeiten ermöglicht einen interessanten "Haken" zum Thema Erneuerbare Energien: Die starke Strömung bei Ebbe und Flut lässt sich zum Antrieb von Turbinen und damit für die Produktion von elektrischem Strom nutzen. Das älteste Gezeitenkraftwerk wurde bereits 1968 an der Nordküste der französischen Bretagne gebaut. Das Kraftwerk liefert jährlich 600 Millionen Kilowattstunden an elektrischer Energie. Damit kann immerhin eine Stadt wie Mannheim mit Strom versorgt werden. Einsatzmöglichkeiten und Gestaltung der Materialien Die dynamischen Arbeitsblätter können zur Einführung, Wiederholung oder selbstständigen Erarbeitung des Stoffs eingesetzt werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen Fachbegriffe im Zusammenhang mit den Gezeiten kennen und genau differenzieren können. das Prinzip der Umwälzbewegung ("Revolution ohne Rotation") verstehen. die Entstehung der Gezeitenkräfte des Monds und das Zustandekommen von zwei Flutbergen erklären können. verbreitete Fehlvorstellungen und unzulängliche Erklärungen der Gezeiten entlarven können. didaktisch reduzierte Modelle von der Komplexität der realen Sachverhalte unterscheiden können. Hilfreiche physikalische Lernvoraussetzung für das Verständnis sind Grundkenntnisse über Kräfte. Insbesondere deren Addition kann über eine weitere dynamische Lernumgebung, die auch in den Materialien zur Entstehung der Gezeiten verlinkt ist, demonstriert werden: GeoGebra.org: Addition von Kräften Die Lernumgebung verdeutlicht die Addition von Kräften und schafft damit eine Grundlage für das Verständnis der Gezeitenentstehung. Die Problematik der Verwendung von Zentri fugal kräften und den damit einhergehenden Wechsel in das rotierende Bezugssystem wurde aufgrund eines erfahrungsgemäß leichteren Zugangs in Kauf genommen (zum Beispiel Demonstration der "fliegenden Haare zweier sich umtanzender Schülerinnen). Einige der gerade bei diesem Thema zahlreich auftretenden, verkomplizierenden und weiterführenden Aspekte wurden in das abschließende Kapitel der Lernumgebung "Darf's ein bisschen mehr sein?" ausgelagert. Für die Lerneinheit bieten sich zwei Einsatzmöglichkeiten an: Begleitende dynamische Visualisierung der Erklärung geophysikalischer Sachverhalte während der Neudurchnahme im Unterricht Selbständige, aktiv-entdeckende Erarbeitung des (eventuell bereits im Unterricht thematisierten) Stoffs durch die Lernenden Textgestaltung, "Mouse-Over-Effekte" Erläuternde Texte wurden bewusst prägnant gehalten, um eine zügige und selbstständige Erarbeitung zu unterstützen. Bei Präsentationen können die Texte als Leitfaden dienen. Wichtige Begriffe sind farblich hervorgehoben. Zeigt man mit der Maus auf die dunkelrot markierten, werden eine kurze Definition oder Zusatzinformationen eingeblendet (Mouse-Over-Effekte). Zur Gewährleistung eines möglichst linearen Lernablaufs wurden Hyperlinks nur sehr sparsam eingesetzt. Interaktive GeoGebra-Applets Auf eine Bedienungsanleitung der Applets wurde verzichtet. Erfahrungsgemäß entdecken Schülerinnen und Schüler die interaktiven Möglichkeiten bei einer ernsthaften Beschäftigung mit den Darstellungen schnell selbst. Der kleine Abspielknopf (meist links unten; Abb. 1 zur Vergrößerung bitte anklicken) in den Applets erlaubt eine kontinuierliche Animation der Zeichnungen. Für das Einstellen bestimmter Konstellationen erweist sich aber auch die manuelle Justierung des Zeitreglers (Schieberegler) als hilfreich. Parameter oder Einblendungen können jederzeit auch während der Animation verändert werden (bei dem in Abb. 1 gezeigten Screenshot eines Applets zum Beispiel die Darstellung der verschiedenen Kräfte). Für die Größe der Applets wurde ein Kompromiss zwischen Übersichtlichkeit und hardwaretechnischen Voraussetzungen (zum Beispiel in Schulen weit verbreitete alte Beamer und Monitore mit kleinen Auflösungen) angestrebt, was bei Darstellungen astronomischer Dimensionen nicht immer einfach ist. Tipp: Nutzen Sie die Taste F11 zur Vollbild-Darstellung der Webseiten.

Im Mathematikunterricht erstellen Schülerinnen und Schüler mit einer Webcam einen kurzen Lehrfilm, in dem sie eine ausgewählte Rechenoperation präsentieren und erklären. Schon mit einfachen technischen Mitteln lassen sich die Multimediafähigkeiten eines Notebooks oder Computers auch für die Medienproduktion nutzen. Beim Erstellen eines kurzen Lehrfilms aus dem Bereich der Mathematik lernen die Schülerinnen und Schüler in Partnerarbeit ein Problem aus dem Unterricht und dessen Lösung darzustellen. Sie üben sich dabei in der Struktur der Partnerarbeit, indem sie gemeinsam Absicht, Zielsetzung und Umsetzung der Medienarbeit besprechen und arbeitsteilig vorgehen. Durch die intensive Beschäftigung mit dem Unterrichtsinhalt (zum Beispiel Bruchrechnung) eignen sie sich die mathematische Vorgehensweise (Rechenoperation) auch für sich selbst besser und nachhaltig an. Der Lehrfilm wird dann im Schulnetzwerk oder im Internet (Einverständnis der Eltern) veröffentlicht und ist somit eine Präsentation der Schülerinnen und Schüler. Technische Voraussetzungen und Ablauf des Unterrichts Erarbeitung der Theorie und Umsetzung in eine "Anleitung" Zunächst suchen sich die Schülerinnen und Schüler allein oder mit der Lehrkraft eine Rechenoperation in der Mathematik aus. Sie überlegen sich gemeinsam, wie diese anhand eines Rechenbeispiels auf Papier zu erklären ist und üben dies. Während die Lernenden auf dem Papier die Rechnung schreiben, sprechen sie erklärend dazu. Sie stellen der Lehrkraft ihre Arbeit vor. Diese überprüft (eventuell gemeinsam mit anderen Schülerinnen und Schüler) die fachliche Richtigkeit und die sprachliche Qualität (Aussprache, Sprechtempo, Deckungsgleichheit von Geschriebenem und Gesprochenem). Aufnahme mit Computer und Webcam (Bild und Ton) Umgang mit der Technik Als Webcam eignet sich eine herkömmliche, externe (also extra anzuschließende) Kamera. Sie kann so auf einem kleinen Fotostativ oder an einen Stativ mit Klebeband aufgebaut werden, dass sie direkt auf den Tischbereich vor der Schülerin beziehungsweise vor dem Schüler gerichtet ist. In der Software lässt sich dann (je nach Fabrikat) das Bild gedreht und gespiegelt aufnehmen. Dieser Aufbau erfordert etwas "Bastelarbeit". Eine feste Konstruktion für den dauerhaften Einsatz ist denkbar und sinnvoll. Wenn Zeit und Gelegenheit dazu ist, ist es ratsam den Aufbau (Anschluss und Installation der Webcam) mit den Schülerinnen und Schüler gemeinsam zu machen. Anschließend müssen sie in die Aufnahmetechnik eingewiesen werden. Nach einigen Grundeinstellungen beschränkt sich diese je nach Fabrikat der Webcam und der dazugehörigen Software auf den Gebrauch von Aufnahme- und Abspielschaltflächen in der Software. Software Für die Aufnahme wird die mitgelieferte Software der Kamera benutzt. Dort sind am ehesten die erforderlichen Funktionen zu finden. Ein Mikrofon ist in handelsüblichen Webcams meistens auch schon eingebaut. Es lohnt sich aber, nicht das billigste Modell zu wählen. Für den Filmschnitt eignen sich kostenlose Lösungen wie der MovieMaker, der bei Windows-Installationen schon mit dabei ist (meist zu finden unter Programme/Zubehör). Format Der Film kann aus dem MovieMaker heraus als WMV-Datei in verschiedenen Qualitätsstufen gespeichert werden und ist damit auf jedem Computer mit einem Windows Media Player abspielbar. Vorbereitung der Aufnahme Nun müssen die Schülerinnen und Schüler arbeitsteilig vorgehen (Bedienung des Computers, auf Papier schreiben und dazu sprechen). Zunächst überprüfen sie den Abstand der Webcam zum Papier, die Darstellungsgröße auf dem Monitor, die Qualität des Mikrofons in der Webcam (Wie nah muss man bei Sprechen herangehen?) und richten sich ihren Arbeitsplatz ein (Aufstellung an einer ruhigen Stelle). Dabei hat sich bewährt, dass nur die Schreibfläche zu sehen ist und nicht die Schülerin oder der Schüler. Aufnahme Nun werden mehrere Aufnahmen gemacht. Eine Person bedient den Computer beziehungsweise die Software; eine zweite Person schreibt und spricht dazu. Die Aufnahmen werden nach und nach überprüft und beim nächsten Durchlauf verbessert (Sprechtempo, Schriftgröße und so weiter). Dafür können schon einige Kriterien genutzt werden, die später zur Bewertung des ganzen Films berücksichtigt werden (siehe Arbeitsblatt). Filmschnitt Am Computer schon erfahrene Schülerinnen und Schüler sind durchaus in der Lage, nach einer Einführung ein Filmschnittprogramm wie den MovieMaker selbstständig zu bedienen. Dabei wird die erstellte Filmdatei (meist im AVI-Format) in den MovieMaker geladen. Nun kann ein animierter Filmtitel erstellt werden. In ihm sollten das Thema des Films und die Namen (nur Vornamen!) der Schülerinnen und Schüler erscheinen. Auch ein Produktionsdatum und Angabe der Schule sollte nicht fehlen. Ein Abspann beendet den kurzen Film. Veröffentlichung Je nach den Möglichkeiten der Schule kann der Film im Schulnetzwerk, auf der Lernplattform oder auf anderen Seiten im Internet veröffentlicht werden. Vor der Aufnahme sollte das Einverständnis der Eltern eingeholt werden, denn obwohl ihre Kinder in dem Film nicht zu sehen sind, handelt es sich doch um ein Arbeitsergebnis mit Nennung der Vornamen. Sprache im Mathematik-Unterricht Ein Schwerpunkt im Mathematikunterricht in den Klassenstufen 4 bis 6 kann die Verbalisierung bei Präsentationen sein. Das bedeutet die sprachliche Darstellung eines mathematischen Problems und die Beschreibung eines Lösungsweges, wobei die Fachsprache benutzt wird. Präsentationsmedien können Lernplakate, die Tafel oder – wie in diesem Fall – eine selbst erstellte Multimediadatei (ein Film) sein. Besonders geeignet zur Binnendifferenzierung Diese Unterrichtseinheit eignet sich zunächst nur für ein oder zwei Partnerteams im Rahmen der Binnendifferenzierung im Mathematikunterricht (bei offenem Unterricht beziehungsweise geöffneten Unterrichtsstrukturen). Wenn die Schülerinnen und Schüler mit der Vorgehensweise vertraut sind (Vorbereitung am Tisch mit Stift und Papier, Aufnahme, Schnitt), kann diese Unterrichtseinheit durchaus auf mehrere Schülergruppen ausgeweitet werden. Erfahrene Kinder können dann als "Computer-Lotsen" an Notebook und Webcam fungieren. Die Arbeit ist sowohl für leistungsstärkere als auch für leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler geeignet, wobei diese dann aber mehr Betreuung bei der Arbeit (fachliche Richtigkeit, Sprache) durch die Lehrkraft benötigen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler üben den Umgang mit dem Notebook. lernen die Nutzungsmöglichkeiten einer Webcam kennen und nehmen damit einen Film auf. bearbeiten einen Film mit einem einfachen Schnittprogramm. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler präsentieren eine mathematische Problemlösung (Rechenoperation) in Wort und Bild. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stellen einen Film arbeitsteilig in Partnerarbeit her.

Diese Unterrichtseinheit wurde entwickelt, um die Ziele der Demokratie-Erziehung und der Terrorismus-Prävention unter Einsatz des Comic-Heftes "Andi 2" bei Schülerinnen und Schüler ab der 9. Jahrgangsstufe besser erreichen zu können. Sie ist besonders auf muslimische Schülerinnen und Schüler ausgerichtet.Die große Mehrheit der in Deutschland verwurzelten Muslime lehnt jegliche Gewalt im Namen der Religion ab und fühlt sich dem freiheitlichen Verfassungsstaat verbunden. Damit das auch künftig so bleibt, sollte vor allem die muslimische Jugend in ihrer Position psychologisch und kognitiv gestärkt werden. Dieses Ziel lässt sich unter anderem durch Demokratie-Erziehung und Terrorismus-Prävention im Allgemeinen in der Schule und in besonderer Weise im Islamkunde-Unterricht erreichen. Eine geeignete Basis für dieses Unterfangen bietet das vom Innenministerium des Landes Nordrhein-Westfalen im September 2007 herausgegebene Comic-Heft "Andi 2", das auch mit dem seit August 2009 gültigen neuen Lehrplan für Islamkunde in NRW im Rahmen der Themeneinheit "Kein Zwang in der Religion?" über religiöse Toleranz kompatibel ist. Ein origineller Einstieg in ein ernstes Thema Ausgehend von der Tatsache, dass sich die Schülerinnen und Schüler der 9. Jahrgangsstufe als die Erfahrenen der Sekundarstufe I betrachten und dementsprechend wenig Verständnis für klassische oder bekannte Unterrichtmethoden haben, ermöglicht das Comic-Heft "Andi 2" einen originellen Einstieg in das Thema "Terrorismus-Prävention und Demokratie-Erziehung". Material tangiert Lebenswirklichkeit muslimischer Jugendlicher Zudem hat dieses Thema einen direkten Bezug zu den Themeneinheiten "Religion und Politik" sowie "Krieg und Frieden" aus dem Curriculum für das Fach "Islamkunde in deutscher Sprache". Außerdem tangiert die Andi-Geschichte in direkter Weise die Lebenswirklichkeit der muslimischen Jugendlichen mit all ihren Problemen während der Suche nach einer ersehnten Ausbildungsstelle und weist auf die Hürden hin, die sie bei der Entwicklung einer mündigen Identität eventuell nehmen müssen. Begriffliche Einführung in den Islam Zunächst beschäftigen sich die Lernenden mit Fachbegriffen, analysieren die Gehirnwäsche des Hasspredigers und fragen sich, was der Islam mit Menschenrechten zu tun hat. Weitergehende Beschäftigung mit dem Islam Abschließend befassen sich die Jugendlichen mit den Begriffen "Demokratie" und "Islam", absolvieren ein Quiz und halten in Dreier-Gruppen Referate über verschiedene Aspekte. Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet, um sich einen Überblick über die zentralen Begrifflichkeiten bezüglich des Themas zu verschaffen. erarbeiten anhand von Facetten der islamischen Geschichte und Koranversen Grundkenntnisse, um argumentativ themenbezogen diskutieren zu können. dokumentieren in Gruppenarbeit lebensnahe themenbezogene Situationen und können sich selbst damit kritisch auseinandersetzen. können mit dem Comic-Heft "Andi 2" kreativ und aktiv umgehen. werden in ihrer Zivilcourage und ihrem Selbstbewusstsein gestärkt, gegen jegliche religiöse Manipulation. Der Inhalt wird in Partnerarbeit reflektiert Der Einstieg in das Thema erfolgt durch eine Folie vom Deckblatt des Comic-Heftes. Die Schülerinnen und Schüler erraten unter Anleitung der Lehrkraft, um was es sich im Comic gehen könnte. Anschließend werden die Lernenden mit dem Comic-Heft versorgt und damit beauftragt, das Heft bis Seite 28 durchzulesen. Wer als erster mit dem Lesen fertig wird, der bildet mit dem nächsten fertigen Lernenden eine Zweier-Gruppe. Nach dem gleichen Prinzip gehen alle Schülerinnen und Schüler, abhängig von ihrer Lesegeschwindigkeit, in die Partnerarbeit über und erhalten von der Lehrkraft das Arbeitsblatt 1, um damit den Inhalt des Comic-Heftes in Partnerarbeit zu reflektieren. Die Ergebnisse der schriftlich aufgezeichneten Reflexion werden im nächsten Schritt vorgestellt, jedoch noch nicht zur Diskussion gestellt. Beendet wird die Stunde mit der Frage "Warum hat der Prediger Murat eine Gehirnwäsche verpasst?" als Hausaufgabe. Was weiß die Klasse über den Islam? Zu Beginn der zweiten Stunde tauschen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst über die Hausaufgabe aus. Nach einer ausführlichen Diskussion über die möglichen Gründe der Gehirnwäsche erhalten sie Arbeitsblatt 2 zur Bearbeitung. Im Anschluss an die Auseinandersetzung mit Arbeitsblatt 2 stellt die Klasse erfahrungsgemäß fest, dass sie im besten Fall nur sehr geringfügig über den Islamismus informiert ist - das Gegenteil war in unseren bisherigen Stunden nicht der Fall. Um diesem Zustand entgegenzusteuern, schlägt die Lehrkraft vor, sich mit den Bedeutungen der Fachbegriffe zum Thema Islamismus auseinanderzusetzen. Fachbegriffe werden erarbeitet Dazu passend enthält das Arbeitsblatt 2 auch eine Nacharbeit, die eventuell als Hausaufgabe aufgegeben werden kann. Da die Nacharbeit ohne ein Wörterbuch oder das Internet kaum zu bewältigen sein wird, sollten den Schülerinnen und Schülern in der dritten Stunde für die Auseinandersetzung mit ausgewählten Fachbegriffen zum Thema Islamismus Zeit, Raum und Nachschlagewerke zur Verfügung gestellt werden. Abgerundet wird der Wortschatzerweiterungsprozess mit dem Auftrag auf Arbeitsblatt 3, wo die Lernenden, je nach Niveau und Stärke der Klasse in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit, verschiedenen Fachbegriffen die richtigen Bedeutungen zuordnen sollen. Die Begegnung mit dem Hassprediger Nachdem sich die Schülerinnen und Schüler in begrifflicher Hinsicht mit dem Islamismus ausführlich befasst haben, wird in der vierten Unterrichtsstunde die Begegnung mit dem Hassprediger simuliert. Durch die Frage "Wie hättest du anstelle von Murat reagiert?" werden freiwillige Schülerinnen und Schüler vor die Herausforderung gestellt, sich gegen die Gehirnwäsche des Hasspredigers zu wehren. Dabei sollen sie feststellen, dass die Behauptungen eines Islamisten in sich schlüssig erscheinen und ohne genaueren Korankenntnisse nur schwer zu widerlegen sind. Auseinandersetzung zwischen Islamist und Muslim Im Anschluss an ein kurzes Gespräch über die Demagogie des Hasspredigers stellt die Lehrkraft ausgewählte Koranverse vor, die argumentativ die Unwahrheit des Islamismus darlegen. Zum Zweck der kritisch-analytischen Auseinandersetzung sowie zur Verfestigung und Reflexion der vorgegebenen Koranverse erarbeitet die Klasse in Einzelarbeit Arbeitsblatt 4. Anschließend führen zwei schauspielerisch begabte Lernende die Auseinandersetzung zwischen "Islamist und Muslim" vor der Klasse auf. Die Entstehung der Menschenrechte Die fünfte Stunde eröffnet die Lehrkraft mit durcheinandergebrachten Sätzen auf einer Folie. Hierbei handelt es sich um Aussagen, die die grundlegenden Merkmale der Menschenrechte wiedergeben. Die Lehrkraft fordert die Schülerinnen und Schüler dazu auf, die Satzglieder in der richtigen Reihenfolge gemeinsam zu nummerieren und lässt die geordneten Sätze an die Tafel bringen. Ausgehend vom Tafelbild geht die Lehrkraft in einem kurzen Input-Vortrag auf die Entstehung der Menschenrechte im historischen Kontext ein und stellt folgende Frage in den Raum: "Inwiefern hat der Islam mit Menschenrechten zu tun?". Menschenrechte im Islam Erfahrungsgemäß werden die Lernenden sagen, dass der Islam großen Wert auf die Menschenrechte legt und bestätigen, dass die Menschenrechte im Koran vorkommen. Allerdings werden die Aussagen der Schülerinnen und Schüler nicht darüber hinausgehen, so dass sie in Einzel- oder Partnerarbeit durch das Arbeitsblatt 5 an die "Menschenrechte im Islam" herangeführt werden. Beendet wird die Stunde mit einem Vergleich. Dieser zielt darauf ab, den Inhalt der Abschiedspredigt von Prophet Muhammed mit den Merkmalen der Menschenrechte auf Ähnlichkeiten hin zu untersuchen. Kafirun-Sure und der Vertrag von Medina Die sechste Stunde beginnt mit der Herstellung eines Akrostichons für die Begriffe "Demokratie" und "Islam". Während der Brainstorming-Phase befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit zwei Begriffen, die der Hassprediger für unvereinbar erklärt hat. Erfahrungsgemäß stellt sich am Schluss heraus, dass sowohl "Demokratie" als auch "Islam" mit ähnlichen, wenn nicht sogar mit gleichen Adjektiven beschrieben werden. Nach einer ausführlichen Besprechung der Akrostichonergebnisse stellt die Lehrkraft als Beweis für die Vereinbarkeit von Demokratie und Islam die Kafirun-Sure sowie den Vertrag von Medina auf einem Plakat in den Vordergrund. Nachdem die Jugendlichen den demokratischen Ansatz aus der Kafirun-Sure und aus dem Vertrag von Medina abgeleitet haben, erhalten sie als Hausaufgabe das Arbeitsblatt 6. Quiz über "Muslime in NRW" Ausgehend von dem Info-Text "Muslime in NRW" auf den Seiten 36 bis 37 des Comic-Heftes "Andi 2" wird die Klasse in der siebten Stunde mithilfe eines Quizspiels mit den Fragen auf dem Arbeitsblatt 7 konfrontiert. Hierbei schlüpft die Lehrkraft in die Rolle des Quizmasters und fordert die Schülerinnen und Schüler auf, in Vierer-Gruppen an diesem Wettbewerb teilzunehmen. Die Sprecher der Gruppen notieren ihre Antworten auf Kärtchen und geben sie nach jeder Frage dem Quizmaster. Parallel zum Quizspiel notiert die Lehrkraft den aktuellen Punktestand an die Tafel. Am Ende wird die Siegergruppe mit Applaus oder einem Geschenk belohnt. Den Horizont der Schülerinnen und Schüler erweitern Nach der Siegerehrung werden die falschen Antworten mithilfe des Info-Texts "Muslime in NRW" aus dem Comic-Heft berichtigt. Diese Phase wird unter Anleitung der Lehrkraft als Reflexionsphase fortgesetzt, so dass die Lernenden begründen können, wie sie auf die richtigen Antworten gekommen sind beziehungsweise warum sie die Fragen falsch oder gar nicht beantwortet haben. Damit der informative Inhalt der Stunde zu einem nachhaltigen Lernerfolg führt, erarbeiten die Schülerinnen und Schüler nach der Berichtigungsphase die Zusatzaufgabe auf der zweiten Seite von Arbeitsblatt 7 und stellen ihr Stellungnahme zum Koranvers der Klasse vor. Vier Referats-Themen Beendet wird die Unterrichtseinheit mit Referaten, dafür sollten mindestens zwei Unterrichtsstunden einkalkuliert werden. Die Referat-Arbeit ist so konzipiert, dass für die Vorbereitung und das Referieren jeweils eine Stunde erforderlich ist. Vor der Vorbereitung der Referate bilden die Schülerinnen und Schüler Dreier-Gruppen und erhalten anschließend nach dem Zufallsprinzip eines der Arbeitsblätter 8.1 bis 8.4. Damit möglichst viele Lernende erfassen können, wie die Referat-Arbeit zu gestalten ist, trägt die Lehrkraft die auf jedem Arbeitsblatt stehenden Anweisungen nochmals vor. Themen und Fachbegriffe der Unterrichtseinheit miteinbeziehen Anschließend sollte darauf hingewiesen werden, dass jede Gruppe ein anderes Referatthema bearbeitet. Somit werden lästige Spickversuche und unnötige Zeitverschwendungen größtenteils verhindert. Während der Vorbereitungen werden die Schülerinnen und Schüler dazu motiviert, die vorangegangenen Themen und Fachbegriffe aus dieser Unterrichtsreihe in das Referat einzubeziehen. Jene Gruppen, die für die Vorbereitung des Referates mehr als eine Unterrichtsstunde brauchen, arbeiten an ihrer Aufgabe zusätzlich in ihrer Freizeit. Die Klasse bewertet die Referate Den Höhepunkt bildet dann die letzte Stunde, in der die Gruppen ihre Referate halten. Nach ihrem Vortrag verlassen die Referentinnen und Referenten für ein paar Minuten die Klasse, damit die Schülerinnen und Schüler, die sich das Referat angehört und die Vortragenden befragt haben, eine Note vergeben können. Dies geht so: Jeder schreibt seine Note auf ein Zettelchen und gibt es der Lehrkraft. Die Lehrerin oder der Lehrer berechnet anschließend den Notendurchschnitt, teilt diesen den bis dahin abwesenden Referenten mit und holt sie zugleich wieder in die Klasse zurück. So hält jede Gruppe ihr Referat. Zudem praktizieren alle Schülerinnen und Schüler durch die mehrmalige Vergabe einer Referatsnote den "Gang zur Wahlurne" und vollziehen somit eine urdemokratische Handlung selbst.

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema "Schwarzer Freitag" recherchieren die Schülerinnen und Schüler ausgehend von der Analyse des Dow-Jones-Charts die Gründe und den Verlauf des New Yorker Börsenkrachs vom Oktober 1929.Seit im Herbst 2008 die Weltwirtschaft durch eine neue Rezession erschüttert wurde, sahen viele Beobachter Parallelen zur großen Wirtschaftskrise von 1929, obwohl das weltwirtschaftliche Gefüge damals noch ganz anderes aussah. Die politischen Folgen des Börsencrashs in den USA und der sich daraus ergebende Einbruch der ohnehin auf wackeligen Beinen stehenden deutschen Wirtschaft waren schwerwiegend. Sie gehören mit zu den Gründen, welche die Radikalisierung weiter Teile des Bürgertums der Weimarer Republik verursachte und letztlich deren Ende einläuteten.Die Schülerinnen und Schüler recherchieren ausgehend von der Analyse des Dow-Jones-Charts die Gründe und den Verlauf des New Yorker Börsenkrachs vom Oktober 1929. Sie lernen dabei die wirtschaftlichen Auswirkungen auf Deutschland kennen und sollen dabei unter anderem die Zusammenhänge visualisieren. Die politischen Folgen und insbesondere die Radikalisierung infolge des wirtschaftlichen Zusammenbruchs werden anhand von Statistiken, Bild-, Text- und Audioquellen erarbeitet. Zur Abrundung und Vertiefung dient ein Vergleich der Situationen von 1929 und 2008. Zudem besteht die Möglichkeit, die Thematik anhand ausgewählter Internetseiten weitergehend zu behandeln (Oberstufe). Die Ergebnisse der Recherche können im Heft festgehalten oder als Kurzpräsentation umgesetzt werden. Hier bietet sich auch die Chance fächerübergreifenden Unterrichts mit dem Fach Wirtschaft. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Ursachen und Ablauf des Schwarzen Freitags kennen. erarbeiten die finanztechnischen Zusammenhänge, die die massiven Auswirkungen des Börsencrashs auf das Deutsche Reich bedingten. nehmen die Wirtschaftskrise als Ursache zunehmender politischer Radikalisierung wahr. lernen die historischen Geschehnisse anhand unterschiedlicher Quellen kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet nach Informationen. werten Statistiken und Grafiken aus. werten unterschiedliche Quellen aus. visualisieren Texte. erproben Textarbeit am Bildschirm zielgerichtet.

In dieser Unterrichtssequenz zum Thema Short Story dient die Prophezeiung aus einem Glückskeks als Schreibanlass für eine Kurzgeschichte. Anhand der erarbeiteten Geschichten wird im Anschluss das Fachvokabular zur Plot-Struktur einer Short Story erarbeitet. Diese Unterrichtseinheit hat zwei Ziele: Zum einen erarbeiten die Schülerinnen und Schüler in Gruppenarbeit eine kurze Geschichte auf Englisch. Basis hierfür ist die "Prophezeiung" des Zettels aus einem Glückskeks. Zum anderen bietet sich in der Unterrichtseinheit die Gelegenheit, einen Weblog zur Ergebnispräsentation und als Diskussionsforum einzusetzen. In unserem Dossier zu "Weblogs und Wikis im Unterricht" finden Sie Anregungen für den Klassen-Weblog. Die Lernenden kommentieren die Geschichten ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler. Anschließend können dienen die Kommentare als Ausgangspunkt für eine Unterrichtsgespräch. Dies motiviert auch diejenigen in der Klasse Englisch zu sprechen, die sonst eher zurückhaltend in mündlicher Mitarbeit sind. Zusätzlich kann die Geschichte mündlich vorgetragen werden, um das sichere Auftreten vor Gruppen sowie das Sprechen zu üben. Anhand der selbst geschriebenen Short Stories wird anschließend die Struktur von Kurzgeschichten behandelt. Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau sowie Fachbegriffe zur Plot-Struktur kennen, indem sie ihre eigenen Geschichten dahingehend analysieren. Die Short Story als Thema im Unterricht Das Thema bietet sowohl Lehrkräften als auch Schülerinnen und Schülern größtmögliche Freiheit und Kreativität. Kurzgeschichten lassen sich in unterschiedliche unterrichtliche Kontexte einbetten (zum Beispiel Landeskunde, Kultur, Geschichte, Lifestyle), sie bereiten auf das Arbeiten mit längeren Texten wie Romanen vor und sind darüber hinaus über eigenes Erleben beziehungsweise Erzählen (story telling) erfahrbar. Fächerübergreifend kann die Unterrichtseinheit mit dem Deutschuntericht (Kurzgeschichte, Roman) oder mit dem Kunstunterricht (zum Beispiel Ausarbeitung einer Foto-Shortstory oder eines Kurzfilms) verbunden werden. Didaktisch-methodischer Kommentar Die Botschaft aus dem Glückskeks stellt einen Schreibanlass dar, der viel Raum für Kreativität und Ideen der Gruppe lässt. Die Gruppenarbeit als Erarbeitungsform eröffnet Möglichkeiten, um Ideen gemeinsam zu entwickeln und in eine Kurzgeschichte umzusetzen. Die Ergebnissicherung in Form eines Weblogs bietet Abwechslung von den gängigen Präsentationen in Form von Vorträgen. Die Schülerinnen und Schüler haben die Möglichkeit die Geschichten ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler online zu lesen und zu kommentieren. Diese Kommentare können dann genutzt werden, um über die einzelnen Texte ins Gespräch zu kommen, konstruktives Feedback zu geben oder Diskussionen zu führen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten eine kurze Geschichte auf Englisch. tragen die Geschichte auf Englisch vor der Klasse frei vor. wenden das für die Geschichte im Internet oder aus Wörterbüchern erarbeitete Vokabular an. erlernen die Grundbegriffe des fachspezifischen Vokabulars zum Aufbau einer Short Story. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass mittels Recherche in Online-Wörterbüchern das Vokabular erweitert werden kann. schreiben und veröffentlichen einen eigenen Beitrag im Klassen-Weblog. kommentieren die Einträge der anderen Gruppen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, im Gruppenentscheidungsprozess ein gemeinsames Ziel zu erreichen. erarbeiten innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens Ergebnisse. kommen im Team nach gemeinsamer Abstimmung und auf demokratischer Basis zu Entscheidungen und erzielen Ergebnisse. erlangen Präsentationsübung und -sicherheit beim Vortragen vor einer Gruppe.

Mit dem Foto als Quellenart beschäftigen sich Geschichtswissenschaft und -unterricht schon lange. Diese Unterrichtseinheit zeigt auf, wie man mit einem kreativen Zugang und digitalen Hilfsmitteln eine Sensibilisierung und Annäherung an die Perspektivgebundenheit und Manipulierbarkeit von Fotografien erreichen kann. Wir leben in einer Welt voller Bilder: So besitzen die meisten Jugendlichen heute Kamera-Handys und sie können jederzeit spontan Szenen als Foto oder Film festhalten. Ein naiver Zugang zu Fotografie und Film lässt diese aber immer noch als objektive Abbildungen der Wirklichkeit erscheinen. Dabei können selbst junge Schülerinnen und Schüler mittlerweile mithilfe von einfach zu bedienenden Bildbearbeitungsprogrammen Fotografien in hoher Qualität beliebig verändern, wie dieses Beispiel von Isabell Schwall, Schülerin des Eichendorff-Gymnasiums Koblenz, zeigt. Wenn Sie auf das Bild klicken, öffnet sich ein Fenster mit dem Original und dem manipulierten Bild im Vergleich. Intentionalität von Bildern greifbar machen Die hier vorgestellte Unterrichtseinheit knüpft an die Erkenntnisse von Markus Bernhardt an, der festgestellt hat, dass Schülerinnen und Schüler "bis in die neunte Jahrgangsstufe hinein keine Vorstellung davon haben, dass ein Bild eine intentionale Aussage enthält" und infolgedessen "die Notwendigkeit einer Bildanalyse nicht begreifen". Durch eigenes Tun, das Verändern eines Bildes und der damit einhergehenden Veränderung der Bildaussage, wird für Schülerinnen und Schüler die Intentionalität von Bildern greifbar. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die Lernenden "den in den Bildungsstandards des Geschichtslehrerverbandes formulierten Kompetenzerwartungen nicht entsprechen können, weil sie über die Voraussetzungen für diese Fertigkeiten nicht verfügen". Fotos als Quellengattung im Geschichtsunterricht Es gibt also offensichtlich eine Kluft zwischen den Anforderungen für den Umgang mit Bildern im Geschichtsunterricht einerseits, die unter anderem in den (nicht verbindlichen) Bildungsstandards formuliert werden, und eklatanten Mängeln an Kompetenz auf Seiten der Schülerinnen und Schüler andererseits. Diese Erkenntnis verlangt neben der empirischen Überprüfung der theoretisch postulierten Anforderungen den schrittweisen Aufbau entsprechender Kompetenzen im Unterricht. Dies rechtfertigt wiederum die ausführliche Beschäftigung mit Bildern, in diesem Fall speziell Fotos, als Quellengattung im Geschichtsunterricht. Ablauf der Unterrichtseinheit Der Einstieg in die Unterrichtseinheit erfolgt über ein bekanntes Zitat aus George Orwells Roman "1984". Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Fotografien als Quellen kritisch betrachten, da sie keine objektiven Abbildungen von Vergangenheit darstellen. erkennen, dass Fotografien immer nur Ausschnitte und Momentaufnahmen sind, die weder erzählen noch Entwicklungen abbilden und daher als Quelle immer erst in einen Zusammenhang eingebettet werden müssen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen den Umgang mit grundlegenden Funktionen der Bildbearbeitung kennen lernen. den Einfluss einer Bildunterschrift auf die Wahrnehmung des Bildes durch den Betrachter kritisch reflektieren. erkennen, dass die Abbildungen auf Fotos sowohl bearbeitete beziehungsweise konstruierte als auch ausgewählte Ausschnitte sind. Sozial-/Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sich im Sinne der Binnendifferenzierung gegenseitig beim Umgang mit den Bildbearbeitungsprogrammen unterstützen. sich darin üben, Arbeitsergebnisse frei vorzutragen. die Arbeitsergebnisse ihrer Mitschülerinnen und -schüler bewerten. Thema Foto-Manipulation im Geschichtsunterricht Autor Daniel Eisenmenger Fach Geschichte (Kooperationsmöglichkeiten mit Kunst, Deutsch und Fremdsprachen) Zielgruppe Sekundarstufe I und II Zeitraum 2 Unterrichtsstunden Technische Voraussetzungen Rechner mit Internetzugang für die Einzel-, Partner- oder Kleingruppenarbeit und Bildbearbeitungsprogramm Planung Verlaufsplan - Foto-Manipulation im Geschichtsunterricht Verschiedene Versionen vergleichen In einem zweiten Schritt vergleichen die Lernenden in Partnerarbeit zwei Bildversionen, die sich beispielsweise durch eine Ausschnittsveränderung oder Retuschierung unterscheiden. Je nach Einsatz der Unterrichtseinheit, etwa im propädeutischen Teil zu Beginn der Oberstufe, können die Bildpaare passend zum historischen Thema des Unterrichts oder aus unterschiedlichen Epochen und Ländern gewählt werden. In verschiedenen Geschichtsbüchern findet sich oft zum selben Thema dasselbe Bild mit einem anderen Ausschnitt und einer anderen Bildunterschrift. Diese unterschiedlichen Darstellungen eignen sich zur Analyse und können Schülerinnen und Schüler auch für einen kritischen Umgang mit Geschichtsbüchern sensibilisieren. Dafür sollte die Lehrkraft die Quelle der Bearbeitung offen legen. Lernende bearbeiten selbst ein Foto Nach einer kurzen Einführung in die grundlegenden Funktionen digitaler Bildbearbeitungsprogramme, beispielsweise durch eine kurze Anleitung, wählen die Schülerinnen und Schüler selbst nach ihren Interessen ein Foto aus, das sie selbstständig bearbeiten und verändern möchten. Lernende, die mehr Erfahrung im Umgang mit diesen Werkzeugen haben, können dabei in Partnerarbeit die weniger erfahrenen Schülerinnen und Schüler unterstützen und anleiten. Unterrichtseinheit lässt sich auf andere Bereiche erweitern Statt der sonst üblichen Analyse und Interpretation steht hier das eigenständige Tun und Gestalten im Vordergrund, mit dem sich die Schülerinnen und Schüler die technischen Möglichkeiten von Bildveränderungen erschließen und die damit einhergehenden Veränderungen der Bildaussage kennen lernen. Die Unterrichtseinheit lässt sich hier auch um die Arbeit mit Bildunterschriften und ihrer unterschiedlichen Wirkung auf die Wahrnehmung des Bildes erweitern. Welches Werk ist warum gelungen? Die praktisch erworbenen Kenntnisse werden dann anschließend bei der gegenseitigen Bewertung der veränderten Bildern angewendet. Alle Bilder werden im Klassenraum aufgehängt und ausgestellt. Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine abgezählte Anzahl von Klebepunkten, die sie gestaffelt (beispielsweise 3-2-1) an den Rand aus ihrer Sicht gelungener Werke kleben. Die abschließende Diskussion macht dann die Kriterien deutlich, anhand derer entschieden wurde, welche Manipulationen besonders gut gelungen sind und mit welchen Mitteln welche Art von Veränderungen in der Bildaussage erreicht werden können. Unterschiedliche Hausaufgaben denkbar Je nach Alter der Schülerinnen und Schüler sind unterschiedliche Hausaufgaben denkbar. Für ältere Lernende bietet sich eine schriftliche Auseinandersetzung mit dem Eingangszitat der Stunde an. Jüngere Schülerinnen und Schüler könnten beispielsweise von dem gleichen Ereignis selbst Fotos machen und davon eines in die nächste Stunde mitbringen. In Form einer kleinen Zeitreise schlüpfen sie dann in die Rolle von Historikern in der Zukunft, denen nur ein Bild vorliegt. Die Lernenden können sich so erschließen, wie ausschnitthaft und perspektivgebunden Fotos als Quellen jeweils sind und welcher zusätzlichen Informationen es bedarf, um sie als Historiker zum "Erzählen" zu bringen. Mögliche Vertiefungen und Erweiterungen Hieran anknüpfend sind Vertiefungen und Erweiterungen der Unterrichtseinheit vorstellbar, etwa mit dem Fach Kunst zur Arbeit an und mit Fotos im Allgemeinen oder speziell zu Bildunterschriften oder dem "Erzählen" anhand von Fotos in Deutsch oder den Fremdsprachen. Je nach Qualität der Schülerarbeiten lassen sich diese vielleicht auch in einem größeren Rahmen im Schulfoyer oder auf der Schulhomepage ausstellen oder zumindest in einer kleinen Mappe, gegebenenfall auch digital als PDF-Datei, für alle Schülerinnen und Schüler der Klasse oder des Kurses zusammenstellen und teilen. Für historische Fotografien haben sich beispielsweise die Datenbanken von flickr.com und wikimedia.org als hilfreich erwiesen. Sie lassen sich auch nach unterschiedlichem Urheberrechtsstatus durchsuchen. Fertige Bildeffekte und das Einfügen von Fototeilen in bestehende Bilder bieten beispielsweise diese Seiten: Photofunia Das hier zur Verfügung stehenden Tools erkennt auf hochgeladenen Fotos automatisch die Gesichter und ermöglicht unterschiedliche Verfremdungen. Dumpr Diese Webseite bietet verschiedene Techniken, mit denen man Bilder verändern und bearbeiten kann. Fun Foto Box FunPhotoBox ermöglicht Ihnen, hochgeladenen Fotos besondere Effekte, unter anderem auch Animationen, hinzuzufügen. Bernhardt, Markus, "Bildwahrnehmung und Bildungsstandards. Ein qualitatives empirisches Forschungsprojekt an der Universität Kassel zur Entwicklung fachspezifischer Kompetenzen", in: Hodel, Jan / Ziegler, Béatrice (Hgg.), Forschungswerkstatt Geschichtsdidaktik 07. Beiträge zur Tagung 'geschichtsdidaktik empirisch 07'", Bern 2009, Seite 208 bis 218. Hofer, Mark, & Swan, Kathleen O. (2005). Digital image manipulation: A compelling means to engage students in discussion of point of view and perspective. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education [ Online serial ], 5 (3/4). Pandel, Hans-Jürgen, Bildinterpretation. Die Bildquelle im Geschichtsunterricht. Bildinterpretation I, Schwalbach/Ts. 2008. Sauer, Michael, Bilder im Geschichtsunterricht, Seelze-Velber 2007³.

In diesem Beitrag stellen wir Ihnen vielfältige Möglichkeiten vor, sich mit faszinierenden und gut zu beobachtenden Objekten zu beschäftigen: Jupiter, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, und seine vier Galileischen Monde. Beobachtungen des Gasriesen lohnen sich besonders während der Monate um die jährlichen Oppositionen. Vor 400 Jahren richtete Galileo Galilei (1564-1642) sein Fernglas auf den Himmel und sah wahrhaft Revolutionäres: Berge auf dem Mond, eine sichelförmige Venus und ein "Miniatur-Sonnensystem": Jupiter mit seinen vier Galileischen Monden, die ihre Positionen schon innerhalb weniger Stunden erkennbar verändern. Das einzige, was man benötigt, um dies mit eigenen Augen zu sehen, ist ein einfacher Feldstecher. Jupiter als Umlaufzentrum seiner vier Monde - dies können Schülerinnen und Schüler selbst entdecken, wenn sie an zwei oder mehr aufeinander folgenden Tagen den Fernglasanblick des Jupitersystems per Bleistift skizzieren. Vergleichen Sie die Ergebnisse Ihrer Klasse mit den 400 Jahre alten Skizzen von Galileo Galilei und stellen Sie den Lernenden Fotos der Raumsonden vor, die zeigen, welch bizarre Welten sich hintern den Lichtpünktchen der Jupitermonde verbergen. Informationen zur Sichtbarkeit des Planeten am Abendhimmel finden Sie unter Mehr zum Thema . Zur Vorbereitung der Beobachtung können mithilfe kostenfreier Planetarium-Software (z.B. Stellarium ) Simulationen durchgeführt und Sternkarten ausgedruckt werden. Der erste Tipp ist etwas für "Bildschirmsitzer" mit Hang zur Geschichte und auch als Schlechtwetterbeschäftigung hilfreich. Beim zweiten Vorschlag geht es unter anderem um mathematische Zusammenhänge und um die Möglichkeit, selbst etwas zu messen. Außerdem kommt das Fernrohr zum Einsatz und gute Augen sind nötig, um Details auf der Jupiterscheibe zu erkennen. Der dritte Tipp spricht die Hobbyfotografen an. Außerdem werden Fremdsprachenkenntnisse gebraucht, um Daten zu bekommen, die dann mathematisch ausgewertet werden können. Im vierten Themenkomplex erinnern wir an Galileo Galilei und an Johannes Kepler (1571-1630), was für die Physiklehrkräfte interessant ist. Schließlich wird auf besondere Jupiter-Ereignisse hingewiesen, die durch ein Fernrohr beobachtet werden und die für Überraschung sorgen können. Zum Beispiel dadurch, dass plötzlich ein Mond aus dem Schatten seitlich von Jupiter "aus dem Nichts" auftaucht. Jupiter über Padua gegen Ende 1609/Anfang 1610 Wie sah der Abendhimmel über Padua aus, als Galilei sein Fernrohr auf ihn richtete? Wo steht Jupiter im Jahr 2009? Jupiterbeobachtung - auch bei bedecktem Himmel Wie hell und wie groß erscheint uns Jupiter? Falls das Wetter nicht mitspielt, kann der visuelle Eindruck mit einem Foto und einem Fernrohr simuliert werden. Jupiter trifft den Mond Die Begegnung von Mond und Jupiter kann genutzt werden, um in Zusammenarbeit mit einer Partnerschule die Mondentfernung zu bestimmen. Der Tanz der Jupitermonde und "Wer sieht den Fleck?" Wandeln Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in den Spuren Galileis: Beobachten Sie die Jupitermonde und ihre Bewegungen mit eigenen Augen. Die Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe kostenfreier Planetarium-Software den Sternhimmel simulieren, auf den Galileo Galilei Ende 1609/Anfang 1610 sein Teleskop richtete. wissen, (ob und) wo Jupiter aktuell am Himmel zu finden ist. Größe und Helligkeit des Jupiterscheibchens kennen, mit den Begriffen scheinbare Helligkeit (Magnitude) und Winkelmaß (Bogensekunden, Bogenminuten) umgehen können und einfache Rechungen durchführen. die vier Galileischen Monde mit eigenen Augen sehen und ihre Bewegung im Abstand weiniger Stunden oder Tage erkennen. verstehen, welche wissenschaftsgeschichtliche Bedeutung die Entdeckung von Galilei hatte, dass Jupiter ein Umlauszentrum für andere Himmelskörper ist. Online-Rechner als Werkzeuge zur Vorhersage von Sonnen- und Mondfinsternissen im Jupitersystem kennen lernen und solche Ereignisse beobachten. Thema Jupiter und die Galileischen Monde Autor Dr. Olaf Fischer, Dr. André Diesel Fächer Naturwissenschaften ("Nawi"), Astronomie, Astronomie AG Zielgruppe Klasse 5 bis Jahrgangsstufe 13 (je nach Thema und Vertiefung) Zeitraum variabel Technische Voraussetzungen Jupiter ist - zur rechten Zeit - mit bloßem Auge am Himmel nicht zu übersehen; für die Beobachtung der Monde: Feldstecher (zehnfache Vergrößerung, feste Montierung hilfreich); äquatoriale Wolkenbänder: Spektiv (40 bis 60-fache Vergrößerung); Mondschatten auf der Jupiterwolkendecke: Teleskop mit mindestens 15 bis 20 Zentimeter Öffnung; Beobachtungsvorbereitung: Präsentationsrechner mit Beamer (Planetarium-Software) und Internetanschluss (Onliner-Rechner für die Positionen der Jupitermonde) Software Planetarium Software, zum Beispiel Stellarium (kostenfrei) Vermutlich im September 1609 richtete Galileo Galilei erstmals sein Fernrohr gen Himmel und beobachtete damit zunächst den Mond. Nicht zu übersehen war jedoch auch Jupiter, der Ende 1609 in Opposition stand. Man kann vermuten, dass sein Anblick mit dazu beitrug, dass Galilei ein besseres Fernrohr entwickelte. Dieses entstand zum Jahresende und ermöglichte Galilei Anfang 1610 die folgenreiche Entdeckung, dass Jupiter ein Umlaufzentrum für andere Himmelskörper ist. Gängige Planetarium-Software, wie zum Beispiel Stellarium oder Cartes du Ciel (beide kostenfrei), erlauben die Darstellung des Sternhimmels zu beliebigen Zeiten an beliebigen Orten. Betrachten wir mit ihrer Hilfe den Himmel über Padua am 15. Januar im Jahr 1610. Abb. 1 (zur Vergrößerung anklicken) zeigt das Ergebnis. Der strahlende Jupiter dominierte damals den Sternenhimmel und befand sich in der auffälligen Region des Wintersechsecks mit seinen hellen Sternen (unter anderem Sirius, Rigel und Procyon). Sicher hat diese Region Galileis Blicke auf sich gezogen. Die Dominanz von Jupiter am Abendhimmel im Januar 1610 wurde dadurch unterstützt, dass die Ekliptik (die Schnittlinie der Bahnebene der Erde - und in etwa auch der anderen Planeten - mit der scheinbaren Himmelskugel) im Winter weit über den Horizont steht. Während der anderen Jahreszeiten verläuft sie deutlich flacher. Die Höhe der Ekliptik ist nicht nur von der Jahreszeit, sondern auch vom Beobachtungsort abhängig. 400 Jahre nach Galilei hatten zum Beispiel im September 2009 Beobachterinnen und Beobachter in Padua einen kleinen Vorteil gegenüber ihren Kolleginnen und Kollegen in Heidelberg, wenn sie Jupiter ins Visier nahmen: In südlichen Gefilden steht die Ekliptik zu dieser Jahreszeit nämlich etwas höher am Himmel und damit weiter weg von den horizontnahen Dunstschichten (Abb. 2, Platzhalter bitte anklicken). In der linken Teilabbildung steht Jupiter knapp unter der 20 Grad Linie, in der rechten knapp darüber. Über Heidelberg erreichte Jupiter im September 2009 jeweils um 21:00 Uhr in südöstlicher Richtung folgende Höhen: am 1. September 2009 etwa zwölf Grad, am 10. September 16 Grad, am 20. September 20 Grad und am 30. September 22 Grad. Die in Abb. 2 verwendeten Ausschnitte von Stellarium-Screenshots des südlichen Himmels können Sie hier auch in voller Größe und höherer Auflösung herunterladen: Winkeldurchmesser, Bogensekunde und Magnitude Wenn Jupiter, wie zu Zeiten von Galileis ersten Jupiterbeobachtungen, wieder nahe seiner Oppositionsstellung zur Sonne steht, verlangt er geradezu ein genaueres Hinsehen. Aufsuchkarten können mit der Software Stellarium ? ein virtuelles Planetarium für die Schule erstellt werden (Kartenbeispiel "heidelberg_15_sept_2009_21_uhr.jpg"). In ihrer Oppositionsstellung kommen die äußeren Planeten der Erde am nächsten und sind entsprechend hell und groß. Jupiter erreichte zum Beispiel im September 2009 eine scheinbare Helligkeit (Magnitude) von -2,8 und eine scheinbare Größe (Winkeldurchmesser) von 47 Bogensekunden. Von Jupiter empfangen wir mehr als dreimal soviel Licht ( x ) wie von Sirius, dem hellsten bei uns sichtbaren Stern (Magnitude = -1,5). Wer es nachrechnen möchte, der bestimme x in folgendem Zusammenhang: [-1,5 - (-2,8)] = -2,5 log( x ). Wikipedia: Scheinbare Helligkeit Die scheinbare Helligkeit oder Magnitude (kurz „mag“) gibt an, wie hell ein Himmelskörper einem Beobachter auf der Erde erscheint. Wikipedia: Bogensekunde Eine Bogensekunde ist eine Maßeinheit des Winkels. Sechzig Bogensekunden entsprechen einer Bogenminute, 60 Bogenminuten einem Grad. Vergleich mit einem Mondkrater Die scheinbare Größe der Vollmondscheibe beträgt etwa 31 Bogenminuten. Das Planetenscheibchen von Jupiter zeigte im September 2009 rund ein Vierzigstel des Monddurchmessers und erscheint damit im Fernrohr etwa so groß wie der Mondkrater Kopernikus. Findet jemand diesen Krater auf dem Mond? (Siehe Unterrichtseinheit Spaziergänge auf dem Mond , Spaziergang 3, Abb. 3.) Trockenübung am Teleskop Bei bedecktem Himmel müssen Sie auf die Demonstration der Jupiterscheibe nicht verzichten. Drucken Sie dazu einfach Abb. 3 so aus, dass das Jupiterscheibenbild einen Durchmesser von 2,5 Zentimetern hat (Skalierung der Bildgröße auf etwa 85 Prozent). Dieses Bild hängen Sie an einen Baum (beleuchten es gegebenenfalls) und beobachten es mit einem Fernrohr aus einem Abstand von etwa 110 Metern. Stimmt der Abstand? Wolkenbänder und Abplattung der Pole Abb. 3 zeigt Jupiter mit seinen Monden Io und Europa (Foto von Benjamin Kühne). Der Schatten von Io auf der Jupiteroberfläche verrät, wo die Sonne steht. Die beiden dunklen äquatornahen Wolkenbänder sind bereits mit kleinen astronomischen Teleskopen oder mit guten Spektiven, wie sie von Hobby-Ornithologen verwendet werden (ab 40-facher Vergrößerung), gut zu sehen. Ebenfalls gut zu erkennen ist in Abb. 3 auch die abgeplattete Form des Planeten: Durch die schnelle Rotation (am Äquator dauert eine Umdrehung weniger als zehn Stunden!) flacht der Gasriese etwas ab. Sein Äquatordurchmesser beträgt um 144.000 Kilometer, während der Poldurchmesser nur etwa 135.000 Kilometer umfasst. Monde und Sonnenfinsternisse auf Jupiter Die vier Galileischen Monde sind bereits mit dem Feldstecher erkennbar. Für die Beobachtung von Mondschatten auf den Jupiterwolken benötigt man jedoch schon Teleskope mit einer Öffnung von 15 bis 20 Zentimetern. Weitere Astrofotos von Benjamin Kühne finden Sie auf seiner Webseite: Nachtwolke.de Homepage von Benjamin Kühne. Hier finden Sie Fotos astronomischer Objekte und atmosphärischer Erscheinungen. Bestimmung der Scheibchengröße Die Größe der Jupiterscheibe kann man übrigens auf einfache Art und Weise selbst bestimmen. Dazu messe man mehrmals die Zeit, in der die Scheibe durch ein Fadenkreuz im Fernrohrsehfeld läuft und rechne das Zeitmaß in das Winkelmaß um: 360 Grad entsprechen 24 Stunden. (Dann wird ein Winkel von 15 Bogensekunden in einer Sekunde überstrichen. Den Unterschied zwischen Sternzeit und der uns zur Verfügung stehenden Sonnenzeit kann man hier vernachlässigen.) Zum Beispiel würde man bei einer mittleren Durchlaufzeit von 2,6 Sekunden (Mittelwert aus mehreren Messungen) für die Größe der Jupiterscheibe einen Winkeldurchmesser von 39 Bogensekunden erhalten. Auf der Ekliptik kommt es regelmäßig zu Begegnungen von Mond und Jupiter, so zum Beispiel am 2. September 2009 um 20:00 Uhr und am 30. September 2009 gegen 24:00 Uhr. Der fast volle Mond lief dann etwa zwei Grad nördlich an Jupiter vorbei - am 2. September bei etwa 7 Grad Höhe (um 21 Uhr etwa 15 Grad) und am 30. September 2009 bei etwa 21 Grad Höhe (Angaben für Heidelberg). Diese Beobachtungen verdeutlicht die Bahnbewegung des Mondes (von westlicher in östliche Richtung). Die Bewegung macht sich bereits innerhalb von zwei Stunden bemerkbar. Geeignete Beobachtungstermine für Mond-Jupiter-Rendezvous können Sie mithilfe von Planetariumssoftware oder der astronomischen Jahrbücher finden (siehe Mehr zum Thema ) Kooperation mit einer Partnerschule Die Begegnungen von Mond und Jupiter eröffnen auch die Möglichkeit, die Parallaxe des Monds zu bestimmen, das heißt den Unterschied des Winkelabstands zwischen Mond und Jupiter, wenn man diese von zwei verschiedenen Standorten auf der Erde betrachtet. Hier ist Zusammenarbeit mit Beobachtern an anderen, möglichst fern gelegenen Orten gefragt. Zeitgleich aufgenommene Fotos von Mond und Jupiter ermöglichen dann die Bestimmung der Mondparallaxe und der Mondentfernung. (Dabei ist die Belichtung so einzustellen, dass Mondstrukturen oder Sternbildkonstellationen die Bildorientierung ermöglichen.) Simulation mit Planetarium-Software Das Prinzip kann mithilfe von Planetarium-Software verdeutlicht oder das Verfahren. Abb. 4 (Stellarium-Screenshots, Platzhalter bitte anklicken) zeigt Jupiter und Mond am 2. September 2009 um 21:00 Uhr von Heidelberg (linke Teilabbildung) und von Windhoeck (Namibia) aus gesehen (rechte Teilabbildung). Die Mondparallaxe ist deutlich erkennbar (Abstandsunterschied Mond-Jupiter). Hinweis: Erfahrungen mit Stellarium zeigen, dass die Screenshots reale Fotografien nicht verlässlich ersetzen können! Die Plantarium-Software weist kleine Ungenauigkeiten auf, die eine große Wirkung bei der Durchführung der Berechnungen haben könnten. Veranschaulichung und ausführliche Informationen Das Prinzip der Parallaxe können Sie Ihren Schülerinnen und Schülern ganz einfach verdeutlichen: Strecken Sie einen Arm aus, halten Sie den Daumen hoch und kneifen einmal das rechte und einmal das linke Auge zu (der Daumen entspricht dem Mond, der Hintergrund den Fixsternen). Das Verfahren zur Bestimmung der Mondentfernung mithilfe der gewonnenen Daten wird in dem beiden folgenden Lehrer-Online-Beitrag ausführlich vorgestellt: Bestimmung der Mondentfernung durch Triangulation An Partnerschulen wird zur selben Zeit der Mond fotografiert und mithilfe des Sinussatzes die Entfernung Erde-Mond bestimmt (ab Klasse 10, AGs). Galileis "Sidereus Nuncius" Nachdem Galileo Galilei bemerkt hatte, dass es sich bei den "Sternen" nahe dem Jupiter um Objekte handelt, die ihn umlaufen (um ihn "herumtanzen"), gewann seine kopernikanische Weltsicht wohl ein sicheres Fundament. Seine Beobachtungen veröffentlichte er in dem berühmten Buch "Sidereus Nuncius" im Jahr 1610. Abb. 5 (Platzhalter bitte anklicken) zeigt einen Ausschnitt aus einer Seite des "Sternenboten" mit verschiedenen Positionen der Galileischen Monde, die wir heute Io, Europa, Ganymed und Kallisto nennen. Digitale Versionen des Buches und Handzeichnungen von Galilei, eingescannt und im Internet veröffentlicht, können Sie bequem am Rechner studieren: Bizarre Welten Die Raumsonde Voyager 1 startete 1977, flog 1979 an Jupiter vorbei und nahm - nebenbei - auch einige der Jupitermonde ins Visier. Statt der erwarteten merkur- und mondähnlichen, von Kratern übersäten Einöden übermittelte die Sonde atemberaubende Bilder bizarrer und völlig unterschiedlicher Welten. Für das größte Aufsehen sorgten zwei der Galileischen Monde, Io und Europa. Abb. 6 zeigt je zwei Bilder von der Oberfläche dieser Welten (links Io, rechts Europa). Schwefel und Eis Io ist der erste extraterrestrische Ort, an dem aktiver Vulkanismus beobachtet werden konnte. Abb. 6 (links) zeigt eine Eruption auf Io und einen Blick in die Caldera des Vulkans Tupan Patera, der Lava und ausgedehnte Schwefelfelder erkennen lässt. Einen ganz anderen Charakter zeigt der Mond Europa (Abb. 6, rechts), unter dessen zerfurchtem Eispanzer Planetologen einen Wasserozean vermuten. Die gigantischen Gezeitenkräfte von Jupiter sollen die nötige Reibungswärme erzeugen, die den Ozean nicht gefrieren lässt. Europa gilt als aussichtsreicher Kandidat für außerirdisches Leben in unserem Sonnensystem. Alle Fotos aus Abb. 6 wurden von der Raumsonde Galileo aufgenommen. Die Sonde wurde 1989 ins All geschossen und verglühte - nach erfolgreicher Mission - im Jahr 2003 in der Jupiteratmosphäre. Inzwischen sind insgesamt 63 Jupitermonde bekannt. Vorbereitung auf die Beobachtung Bevor Sie Ihre Schülerinnen und Schüler einen Blick durch das Fernglas oder das Teleskop auf die Monde werfen lassen (die stets nur als Lichtpünktchen erscheinen), sollten sich diese über die Galileischen Monde und ihre Eigenschaften informieren. Ausgestattet mit diesem Hintergrundwissen werden sie beim Blick durchs Fernglas mehr als nur visuelle Lichtpünktchen erkennen. Internetadressen mit interessanten Informationen, eindrucksvollen Bildern und Hinweisen auf die Sichtbarkeiten von Jupiter und seinen Monden finden Sie unter Mehr zum Thema . Berechnung der Jupitermasse Die Beobachtung der Galileischen Monde ist ein "Muss" - nicht nur im Internationalen Jahr der Astronomie 2009. Schon im Abstand von einigen Stunden kann bei genauem Hinsehen die Bewegung der Monde auch im kleinen Teleskop, Spektiv und sogar im Feldstecher wahrgenommen werden (die Umlaufzeit von Io, dem innersten Mond, beträgt etwa 42 Stunden). Hier bietet sich die Gelegenheit, die Physik aufzugreifen und an Johannes Kepler (1571-1630) zu erinnern. Heute wissen wir, dass das Dritte Keplersche Gesetz die Berechnung der Masse von Jupiter erlaubt, wenn wir nur die Umlaufzeit eines Mondes und die Größe seiner Bahnhalbachse kennen, zum Beispiel etwa 420.000 Kilometer für Io: Finsternisse, Durchgänge, Bedeckungen, Schattenwürfe Da die Umlaufbahnebene der Galileischen Monde nur sehr wenig gegenüber der Erdbahnebene verkippt ist, kommt es im Zuge ihrer Umläufe recht häufig zu besonderen "Treffen", deren Beobachtung sich lohnt. Besonders interessant sind die Finsternisereignisse. Zum einen verschwinden dabei Monde im Schatten von Jupiter ("Mondfinsternis"). Zum anderen werfen die Monde einen Schatten auf den Gasplaneten ("Sonnenfinsternis", Abb. 3 und Abb. 8). Während für die Beobachtung der Monde bereits ein Feldstecher genügt, benötigt man für die Beobachtung der Schatten auf den Jupiterwolken Teleskope mit einer Öffnung von mindestens 15 bis 20 Zentimetern. Auf der CalSky-Homepage finden Sie auch Informationen zur Sichtbarkeit des so genannten Großen Roten Flecks (GRF). Die Farbe des Flecks ist in den letzten Jahren weniger intensiv geworden. Kleine Amateurteleskope reichen daher für eine Beobachtung des Objekts nicht mehr aus. Abb. 8 zeigt eine Aufnahme des gigantischen Sturms, der schon vor 300 Jahren beobachtet wurde. Im rechten Teil des Fotos, aufgenommen von der Raumsonde Galileo, sind ein Jupitermond und sein Schatten auf der Wolkendecke zu sehen. Webseiten mit weiteren Informationen zu dem Wirbelsturm finden Sie unter Mehr zum Thema . Informationen zu den Transitzeiten des Großen Roten Flecks können Sie auf der Webseite "Sky & Telescope" nachlesen: Sky & Telescope: Transit Times of Jupiter's Great Red Spot Hier können Sie die Transitzeiten für bestimmte Tage berechnen oder auch eine Tabelle mit allen GRF-Transits des Jahres einsehen. Die astronomischen Jahrbücher informieren über die wesentlichen Ereignisse und deren Begleitumstände: Ahnert Astronomisches Jahrbuch, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft (Heidelberg), ISBN 978-3-938639-95-5 Keller Kosmos Himmelsjahr 2009, Kosmos Verlag, Stuttgart, ISBN 978-3-440-11350-9