Bis vor kurzem waren Ceuta und Melilla, zwei spanische Exklaven auf afrikanischem Boden, nur Eingeweihten ein Begriff. Doch seitdem im Oktober 2005 an den gut gesicherten Grenzanlagen von Ceuta afrikanische Flüchtlinge vor den Augen der europäischen Öffentlichkeit starben, haben ihre Namen traurige Berühmtheit erlangt. Allerdings waren es nicht die ersten Menschen, die ihr Leben bei dem Versuch verloren haben, europäischen Boden illegal zu betreten. Allein auf den Seewegen zwischen Spanien und Marokko sowie an den Außengrenzen der beiden spanischen Exklaven sind nach Angaben der Hilfsorganisation "Ärzte ohne Grenzen" in den letzten zehn Jahren rund 6.300 Menschen ums Leben gekommen. Eine umstrittene Frage, die schon lange auf eine Antwort harrt, drängt damit wieder auf die politische Tagesordnung: Wie hält es Europa mit der Einwanderung und dem Asylrecht? Die Schülerinnen und Schüler sollen sich mit den Hintergründen für Migrations- und Flüchtlingswanderungen auseinander setzen. den historischen Kontext von Völkerwanderungen an den Grenzen von Europa und Afrika reflektieren. komplexe internationale politische Zusammenhänge, wie die Entwicklungshilfe, erfassen. Hunger, Krieg und Armut als Beweggründe von Flüchtlingen reflektieren. die gemeinsame Einwanderungspolitik der Europäischen Union recherchieren. das Internet als Informations- und Recherchemedium nutzen. Titel Migration - Ansturm auf die "Festung Europa" Autor Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek I und II, ab Klasse 9 Zeitaufwand je nach Intensität und Schwerpunktsetzung circa 3 Stunden Medien Computer mit Internetzugang Historische Städte Ceuta (75.000 Einwohner) und Melilla (68.000 Einwohner) sind zwei Städte, deren Territorium einerseits ans Meer und andererseits an Marokko grenzt. Beide haben eine bewegte Vergangenheit und gehen auf Gründungen der Phönizier zurück: Sie wurden im Laufe der Jahrhunderte allerdings von Karthagern, Römern, Vandalen, Byzantinern, Westgoten und Arabern beherrscht. Spanier und Portugiesen eroberten die Städte dann im Laufe des 15. Jahrhunderts. Damals vertrieben die beiden (christlichen) Länder die (muslimischen) Araber von der iberischen Halbinsel, die sie einige Jahrhunderte lang beherrscht hatten ("Reconquista"). Eroberungen und Unabhängigkeit Ceuta wurde bereits 1415 von den Portugiesen eingenommen, und die Spanier übernahmen 1580 mit der Annexion Portugals die Herrschaft über die Stadt. Ceuta blieb auch nach der portugiesischen Unabhängigkeit (1640) spanisch. Das 300 Kilometer weiter östlich gelegene Melilla konnten die Spanier 1497 erobern. Die Bewohner leben weitgehend vom Handel mit Marokko und vom Schmuggel. Beide Städte erhielten 1995 den Status als "autonome Stadt" ("ciudad autónoma") und sind damit dem spanischen Staat direkt unterstellt. Marokko erhebt seit seiner Unabhängigkeit im Jahre 1956 Anspruch auf die beiden spanischen Exklaven. Damals hatten die Kolonialmächte Frankreich und Spanien beschlossen, Ceuta und Melilla nicht an Marokko abzutreten. Spanien begründete die Entscheidung damit, dass beide Städte seit dem 16. Jahrhundert spanisch sind. Errichtung von Grenzzäunen Die illegale Einwanderung ist allerdings nicht erst seit dem Spätsommer 2005 ein Problem, daher ist die Grenze zu Marokko mit Stacheldraht, meterhohen Zäunen, Infrarotkameras und bewaffneten Sicherheitskräften stark gesichert. Die Sperrzäune an der insgesamt zehn Kilometer langen Grenze von Melilla werden sogar von drei auf sechs Meter erhöht: Die Arbeiten begannen im Oktober und werden wahrscheinlich bis zum Februar 2006 abgeschlossen. Beobachter vermuteten, dass gerade diese Befestigungsarbeiten den Massenansturm im Spätsommer 2005 ausgelöst haben könnten. Viele Afrikaner wollten ihre möglicherweise letzte Chance nutzen, um nach Melilla, und damit nach Europa, zu gelangen. Flüchtlinge aus Schwarzafrika Nicht erst seit dem Spätsommer dieses Jahres spielen sich an den Grenzzäunen der beiden spanischen Exklaven auf marokkanischen Boden dramatische Szenen ab. Fast täglich versuchen Hunderte meist schwarzafrikanische Flüchtlinge aus Ländern südlich der Sahara die gut gesicherten Grenzanlagen zu überwinden und ihren Fuß auf europäischen Boden zu setzen. Sie fliehen vor Bürgerkrieg, Hunger und bitterer Armut in ihrem Heimatland. Sie haben nichts mehr zu verlieren und setzen daher alles auf eine Karte, um die spanischen Grenzanlagen zu überwinden. Wen die spanischen Grenzer mit ihrer High-Tech-Ausrüstung erwischen, der wird einfach zweihundert Kilometer weiter südlich über die algerische Grenze gebracht und dort abgesetzt. Keine Rücknahmeabkommen Wer sich auf EU-Boden durchschlagen konnte, der war bislang auf der sicheren Seite. Die spanischen Behörden konnten nämlich nur die wenigsten Flüchtlinge wieder abschieben: Sie hatten meist ihre Pässe vernichtet und gaben an, aus einem Staat zu kommen, mit dem Spanien kein Rücknahmeabkommen abgeschlossen hatte. Ein Umstand, den die spanischen Beamtem kaum widerlegen konnten, zumal sich viele Staaten südlich der Sahara weigern, die Ausgewiesenen aufzunehmen. Millionen drängen nach Norden Und auch nach Marokko gab es bislang keinen Weg zurück: Der Maghreb-Staat ist längst zum Durchgangsland für Migranten geworden, innerhalb Marokkos und an seinen Grenzen befinden sich etwa 30.000 Flüchtlinge, die früher oder später nach Ceuta und Melilla aufbrechen wollen, so EU-Justizkommissar Franco Frattini. Rund 18 Millionen Afrikaner sind auf dem Weg nach Norden, schätzen die Vereinten Nationen. Der überwiegende Teil bleibt zwar in Ländern wie Kenia, Sudan und Tansania hängen, aber Millionen drängen weiter über die Sahara nach Nordafrika. Vereinbarung zur Einwanderungskontrolle Die Menschen, die sich nach der jüngsten Massenflucht im Spätsommer 2005 auf spanischen Boden retten konnten, hatten es damit allerdings nicht geschafft. Um dem Ansturm Herr zu werden und die vor dem Grenzzaum ausharrenden Flüchtlinge zu entmutigen, beschloss die spanische Regierung, die illegalen Einwanderer wieder nach Marokko zurück zu bringen. Eine 1992 mit Marokko geschlossene Vereinbarung zur Einwanderungskontrolle, die man bis dato allerdings nicht angewendet hat, war dafür die juristische Basis. Doch die Flüchtlinge wollen nicht zurück, in Marokko erwarten sie menschenunwürdige Zustände. Versäumnisse bei der Armutsbekämpfung Für Mustafa al Mrabet, Vorsitzender der Vereinigung marokkanischer Arbeiter in Spanien (Atime), ist das einer der Gründe, weshalb es zu den Massenanstürmen gekommen ist. "Die Menschen werden doch wie Ratten behandelt", zitiert ihn das Internet-Magazin Europolitan. Die Eskalation der Situation vor den Toren Europas sei keine Überraschung, "so ein Ansturm war doch schon seit Jahren abzusehen". Europa sei für das Phänomen der illegalen Einwanderung mit verantwortlich. Man habe es versäumt, die Wurzel des Problems anzugehen, nämlich das Elend in Afrika zu bekämpfen, so Mustafa al Mrabet bei Europolitan. Fehlende Gelder aus der Entwicklungshilfe Alpha Oumar Konaré, der Präsident der Afrikanischen Union (AU), macht vor allem die EU-Agrarsubventionen dafür verantwortlich, dass sich immer mehr Flüchtlinge auf den Weg nach Europa machen. Die staatlichen Hilfen für die Landwirtschaft in Europa seien ein wichtiger Grund für die Verarmung insbesondere ländlicher Gebiete in Afrika, so Konaré. "Die jungen Leute, die wir heute an Mauern und Stacheldraht sehen, sind keine Tagediebe, das sind keine Verbrecher," betonte Konaré am Rande eines Treffens mit EU-Kommissionspräsident José Manuel Barroso anlässlich der Vorstellung des neuen EU-Afrika-Strategiepapiers in Brüssel - mehr dazu im nächsten Reaktionen der Europäischen Union . Afrika werde seit 30 Jahren mehr Entwicklungshilfe versprochen, kritisierte er. Die internationalen Gelder seien dringend notwendig, um eine funktionierende Infrastruktur in Afrika aufzubauen. Denn ohne den reibungslosen Handel zwischen den einzelnen afrikanischen Staaten werde der Kontinent nicht am Welthandel teilnehmen können. Internationale Zusammenarbeit nötig Nach den Ereignissen von Ceuta und Melilla entsandte die Europäische Union (EU) umgehend eine technische Mission in die Region. Diese hat vom 7. bis 11. Oktober die Situation vor Ort, insbesondere im Norden Marokkos, überprüft und erste Möglichkeiten ermittelt, wie die EU schnell helfen kann. Die EU-Kommission hat außerdem vorgeschlagen, bei Immigrationsfragen in EUropa verstärkt zusammenzuarbeiten - das war in der Vergangenheit am Widerstand einzelner EU-Mitgliedstaaten gescheitert. "Diese Ereignisse machen deutlich, dass dringend etwas gegen die illegale Einwanderung aus Afrika in die EU unternommen werden muss", mahnt nun Franco Frattini, der für Justiz, Freiheit und Sicherheit zuständige Vizepräsident der Europäischen Kommission. "Angesichts des Umfangs dieser Migrationsströme sollten wir uns das Ziel setzen, mit allen betroffenen Ländern zusammenzuarbeiten, um weitere Opfer und menschliches Leiden zu vermeiden." Rückführungsabkommen mit Marokko Marokko und Spanien arbeiten in diesem Bereich bereits eng zusammen, und so konnten die spanischen Behörden bis zum August 2005 einen Rückgang der illegalen Einwanderung um 40 Prozent im Vergleich zum Vorjahr verzeichnen. Im September 2005 gab es jedoch eine Trendwende. "Beim Schutz der Menschenrechte und der Bedürftigen müssen wir unseren internationalen Verpflichtungen nachkommen", so Frattini. Die EU unterhält sich mit Marokko bereits seit einiger Zeit über das Thema Einwanderung: Man konnte bislang Prioritäten für die Zusammenarbeit festlegen und sich darauf einigen, ein 40 Mio. Euro teures Projekt zur Stärkung des Grenzschutzes in die Wege zu leiten. Auch dürfte man vor Jahresende ein Rückführungsabkommen verabreden. Verbesserung der Wirksamkeit von Entwicklungshilfe Um die Ursachen der Flüchtlingsströme zu bekämpfen, hat die EU am 12. Oktober 2005 eine neue Strategie für Afrika verabschiedet. In ihrem Mittelpunkt stehen Frieden und Sicherheit, gutes und wirksames Regieren, Handel, Vernetzung, sozialer Zusammenhalt und nachhaltiger Umweltschutz. Sie bestätigt außerdem das Engagement der EU, ihre Entwicklungshilfe aufzustocken und die Wirksamkeit dieser Hilfe zu verbessern. "Nach Verabschiedung durch den Rat wird die europäische Afrika-Strategie einen wirklichen Wendepunkt darstellen, da sie Hilfe zur Selbsthilfe leistet", sagt Louis Michel, EU-Kommissar für Entwicklung und humanitäre Hilfe. Position der Bundesregierung Entscheidend sei, "dass wir auf die Probleme zugehen und nicht abwarten, bis sie bei uns angekommen sind", meint auch Innenminister Otto Schily (SPD). Die EU-Politik müsse die Flüchtlinge, die versuchten, nach Ceuta oder Mellila zu gelangen oder unter Lebensgefahr das Mittelmeer überquerten, früher erreichen. Der Migrationsdruck habe sich "deutlich erhöht", sagte Schily. Erforderlich sei daher "eine Kombination von Maßnahmen, die auch die illegale Zuwanderung unterbindet und eine aktive Flüchtlingshilfepolitik bis hin zu der Frage der besseren wirtschaftlichen Zusammenarbeit" beinhalte. Die EU müsse daher nicht den Ländern helfen, die die Flüchtlinge auf ihrem Weg nach Europa durchqueren, sie müsse auch die Fluchtursachen in den Herkunftsländern bekämpfen. Vorschläge für Schutzprogramme Kommissionspräsident José Manuel Barroso betont daher nach den Ereignissen in Ceuta und Melilla: "Das Einwanderungsproblem, dessen dramatische Folgen wir heute beobachten, kann langfristig nur durch eine ehrgeizige und koordinierte Entwicklungszusammenarbeit wirksam bewältigt werden, wenn die tatsächlichen Ursachen behoben werden sollen". Die EU-Kommission wird nun bis Ende November detaillierte Vorschläge für Schutzprogramme unter anderem für die Staaten südlich der Sahara ausarbeiten und stellt nach eigenen Angaben für erste Pilotprojekte zunächst ein Budget von 50 Millionen Euro pro Jahr zur Verfügung. Dabei will man eng mit den betroffenen Ländern und dem UN-Flüchtlingshochkommissariat (UNHCR) kooperieren. Kaum Chancen für politisch Verfolgte Wer nach Europa kommen will, der hat allerdings keine andere Möglichkeit, als die Grenzen illegal zu überqueren - es sei denn, er reist per Flugzeug oder Schiff direkt in die EU ein. Doch das ist für politisch Verfolgte meist unmöglich: "Wer aus einem Staat flieht, in dem er verfolgt wird, kann dort keinen Pass beantragen, um legal auszureisen", erklärt Rupert Colville, Sprecher des Flüchtlingskommissariats der Vereinten Nationen (UNHCR). Der Versuch, so genannte Wirtschaftsflüchtlinge fernzuhalten, habe dazu geführt, dass es auch für politisch Verfolgte kaum noch einen Zugang gebe. Forderung einer Einwanderungspolitik "Europa hat den Fehler gemacht, sich in eine rein defensive Abschottungsmentalität zu verbeißen", meint Wolfgang Bosswick, Geschäftsführer des Europäischen Forums für Migrationsstudien. "Es gibt derzeit keinen legalen Weg, als Arbeitsmigrant nach Europa zu kommen, sieht man von Programmen wie der ‚Greencard' im hoch qualifizierten Bereich ab." Langfristig führe wegen der demographischen Entwicklung in Europa ohnehin kein Weg an einer Einwanderungspolitik vorbei, sagte Bosswick der Deutschen Welle. Überwindung nationaler Prioritäten nötig Eine Einwanderungspolitik nach dem Vorbild der Vereinigten Staaten oder Australien existiert in Europa bislang also nicht. Zwar haben die EU-Staats- und Regierungschefs bereits auf ihrem Gipfel im finnischen Tampere (Oktober 1999) die Eckpunkte einer gemeinsamen Einwanderungspolitik beschlossen. Doch bislang konnten sich die EU-Mitglieder nicht über die weiteren Details, etwa die Höhe der Migration oder die Auswahlkriterien für die potentiellen Zuwanderer, einigen. Ein für alle EU-Mitglieder akzeptabler Kompromiss ist bisher nicht in Sicht. Die nationalen Prioritäten in den einzelnen EU-Ländern sind nur schwer miteinander zu vereinbaren, daher bestimmen immer noch nationale Besonderheiten die Asylpraxis in den EU-Staaten.

Die Vereinten Nationen sind in die Jahre gekommen. Um im Zeitalter der Globalisierung effiziente Maßnahmen zur Friedenssicherung oder Konfliktlösung ergreifen zu können, bedarf es einer Reform ihrer Strukturen. Wenn da nicht die unterschiedlichen Positionen der Mitglieder wären...Im Juni 2005 feierten die Vereinten Nationen (United Nations, UN) ihren 60. Geburtstag. Doch es wollte keine richtige Feierlaune aufkommen, denn es stand ein zu wichtiges Thema auf der Tagesordnung: die grundlegende Reform der UN-Strukturen. Bereits seit seinem Amtsantritt im Jahr 1997 überlegt UN-Generalsekretär Kofi Annan, wie man die in die Jahre gekommene internationale Institution für die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts fit machen kann. Doch um eine Änderung der UN-Charta zu beschließen, müssen zwei Drittel aller Mitgliedstaaten und insbesondere die fünf ständigen Mitglieder des Sicherheitsrates zustimmen. Die Interessen von 191 Mitgliedern unter einen Hut zu bekommen, ist eine äußert schwierige Angelegenheit.Die Schülerinnen und Schüler sollen die Entstehung, Organisation und Befugnisse der UNO kennen lernen. Stärken und Schwächen der aktuellen UN-Struktur reflektieren. die Aufgaben und die Verantwortung Deutschlands bei einer möglichen Mitgliedschaft im UN-Sicherheitsrat reflektieren und diskutieren. die Ursachen für das Scheitern einer großen UN-Reform analysieren und diskutieren. sich der Bedeutung einer supranationalen politischen Instanz im Zeitalter der Globalisierung bewusst werden. das Internet als Informations- und Recherchemedium nutzen. verschiedene Positionen zum Ergebnis des UN-Gipfels vergleichen und kommentieren (fakultativ). Thema Die UN-Reform: Gewappnet für die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts? Autoren Michael Bornkessel Fach Politik, Sozialwissenschaften Zielgruppe Sek I und II, ab Klasse 9 Zeitaufwand je nach Intensität und Schwerpunktsetzung circa 3 Stunden Medien Computer mit Internetzugang Atlantik-Charta: Frieden sichern Im August 1941 trafen sich der amerikanische Präsident Franklin D. Roosevelt und der britische Premierminister Winston Churchill auf Initiative Roosevelts. Beide überlegten, wie die Welt nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges aussehen und wie man künftig den Frieden garantieren könne. Während dieses Treffens erarbeiteten sie die so genannte Atlantik-Charta, die bereits wichtige Grundsätze der UN enthielt. Dazu gehören: die Selbstbestimmung der Völker, der freie Welthandel, die internationale wirtschaftliche Zusammenarbeit, Gewaltfreiheit, die Errichtung eines allgemeinen Sicherheitssystems. Völkerbund als Vorform Bereits nach dem Ersten Weltkrieg (1918) war der Völkerbund zur internationalen Friedenssicherung gegründet worden. Ihm traten ehemalige Gegner des deutschen Kaiserreichs und auch neutrale Staaten bei. Die Durchsetzungskraft des Völkerbundes litt jedoch darunter, dass die Vereinigten Staaten von Amerika kein Mitglied wurden. Dass der Völkerbund sein oberstes Ziel, die Friedenssicherung, nicht erreicht hatte, zeigte spätestens 1939 der Ausbruch des Zweiten Weltkriegs. Roosevelt und Churchill suchten daher nach Alternativen. 1945: UN-Charta tritt in Kraft Im Oktober 1943 legten die USA, Großbritannien, die Sowjetunion sowie China, das zu der Zeit von Japan, dem Verbündeten des nationalsozialistischen Deutschlands, besetzt war, in Moskau den Plan einer internationalen Konferenz zur Sicherung des Friedens fest. Auf der Konferenz von Jalta (4. bis 11. Februar 1945), auf der die Alliierten unter anderem die Grenzen des besiegten Deutschen Reiches verhandelten, regelten sie die Feinheiten. Schließlich unterzeichnete die neu zusammengetretene "United Nations Conference On International Organisation" am 26. Juni 1945 die "Charta der Vereinten Nationen". Diese Charta trat am 24. Oktober 1945 rechtswirksam in Kraft. Generalversammlung und Generalsekretär Das zentrale Organ der UN ist die Generalversammlung. Einmal jährlich treffen sich von September bis Dezember die Vertreter der derzeit 191 Mitgliedstaaten zu ihrer ordentlichen Jahrestagung. Außerdem gibt es Tagungen bei aktuellem Bedarf wie zum Beispiel bei zwischenstaatlichen Konflikten oder humanitären Katastrophen. Die Generalversammlung kann alle internationalen Fragen und Angelegenheiten erörtern, die in den Rahmen der UN-Charta fallen. Sie spricht mit ihren Resolutionen aber lediglich Empfehlungen aus und besitzt keine ausführende Gewalt. Die Resolutionen sind für die einzelnen Mitgliedstaaten also nicht verbindlich. Für jeweils fünf Jahre wählt die Generalversammlung auf Vorschlag des Sicherheitsrats einen Generalsekretär. Er ist der ranghöchste Vertreter der UN und führt die laufenden Geschäfte. Der derzeit amtierende Generalsekretär, Kofi Annan, stammt aus Ghana. Ohne den Sicherheitsrat geht nichts Der Sicherheitsrat ist das wichtigste UN-Gremium. Neben den USA und Russland gehören Großbritannien, Frankreich und China zu den ständigen Mitgliedern. Außerdem sind noch zehn weitere Staaten vertreten, welche die Generalversammlung für eine jeweils zweijährige Amtszeit wählt. Jedes Jahr wechseln fünf nichtständige Mitglieder. Nur der Sicherheitsrat kann Maßnahmen beschließen, wenn der Frieden bedroht oder bereits gebrochen ist. Meist handelt es sich jedoch nicht um militärische Kampfeinsätze, sondern um friedenssichernde Aktionen. Ohne die Zustimmung der fünf ständigen Sicherheitsratsmitglieder läuft in der UN nichts: Jedes ständige Mitglied besitzt ein Veto-Recht, mit dem es jede Entscheidung blockieren kann. Bei der Gründung der UNO wollte man so verhindern, dass die Vereinten Nationen von einzelnen Großmächten für eigene Interessen instrumentalisiert werden. Wendepunkt im Jubiläumsjahr UNO-Generalsekretär Kofi Annan hat 2005 als das entscheidende Jahr für eine Reform der UNO bezeichnet und in einem Bericht konkrete Maßnahmen vorgeschlagen, wie die UN handlungsfähiger werden könnte. Sein Bericht "In größerer Freiheit: Auf dem Weg zu Entwicklung, Sicherheit und Menschenrechte für alle" basiert vor allem auf den Analysen und Empfehlungen eines von ihm eingesetzten Expertengremiums, der "hochrangigen Gruppe für Bedrohungen, Herausforderungen und Wandel" ("High Level Panel on Threats, Challenges and Change"). Die stellte am 2. Dezember 2004 insgesamt 101 Empfehlungen zur Bekämpfung von Terrorismus, Armut, Gewalt, zur Abschaffung von Massenvernichtungswaffen und zur UN-Reform vor. Annan skizziert als Herausforderungen und Aufgaben der UN die folgenden Punkte: nachhaltige Entwicklung ("Freiheit von Not"), Sicherheit ("Freiheit von Furcht"), Menschenrechte und Demokratie ("Freiheit, in Würde zu leben") sowie zu institutionellen Reformen, die die UN stärken sollen. Großer Reformbedarf Der in Politik und Medien am meisten diskutierte Punkt ist die Reform des UN-Sicherheitsrats. Kritiker weisen darauf hin, dass die Sitzverteilung auf die politische Konstellation unmittelbar nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs zurückgeht und nicht mehr zeitgemäß erscheint. Manche Mitglieder fordern sogar eine komplette Neuverteilung der Sitze nach dem Regionalprinzip, unter anderem mit einem Sitz für die Europäische Union. Da die ständigen Mitglieder des Sicherheitsrats kaum freiwillig auf Ihre Veto-Macht verzichten werden, fordern andere Mitglieder einen permanenten Sitz für Deutschland und Japan als einen realistischen ersten Schritt der Reform. Kofi Annan vertritt den Standpunkt, dass man vor allem die Länder stärker an den Entscheidungen beteiligen müsse, "die finanziell, militärisch und auf diplomatischem Gebiet die größten Beiträge zu den Vereinten Nationen leisten". Eine Reform sollte ferner "Länder, die repräsentativer für die gesamte Mitgliedschaft der Vereinten Nationen sind, insbesondere so genannte Entwicklungsländer, in den Entscheidungsprozess einbeziehen". Der Generalsekretär schlug daher, in Anlehnung an den Vorschlag seiner Expertengruppe, zwei verschiedene Konzepte vor: Modell A sieht eine Erweiterung um sechs neue ständige Mitglieder ohne Vetorecht und drei nichtständige Mitglieder vor. Modell B beinhaltet eine Erweiterung um acht nichtständige Mitglieder, die für vier Jahre mit Wiederwahlmöglichkeit einen Sitz im Sicherheitsrat einnehmen. Hinzu kommt ein nichtständiges Mitglied für zwei Jahre ohne Wiederwahlmöglichkeit. Die bisherigen Debatten haben allerdings gezeigt, dass nur das Modell A eine Chance auf die erforderliche Zweidrittel-Mehrheit der Mitgliedstaaten hat. Denn nur so kann eine Änderung der UN-Charta erfolgen. Auch die deutsche Regierung, die einen ständigen Sitz im Sicherheitsrat für sich beansprucht, hat sich für diesen Vorschlag eingesetzt. Kommission für Friedenskonsolidierung geplant Einer weiterer Reformvorschlag ist die Einrichtung einer "Kommission für Friedenskonsolidierung" ("Peacebuilding Commission"). Diese Kommission soll Staaten nach Konflikten und Kriegen helfen, den Frieden wieder herzustellen und dauerhaft zu sichern. Dazu soll sie Aufgaben der Friedensschaffung mit solchen des langfristigen Wiederaufbaus verbinden. Damit geht die UN erstmals das lange vernachlässigte Problem der so genannten "failed states" ("schwache Staaten") an. Die Kommission soll nämlich verhindern, dass sich Länder, wie etwa in Somalia oder dem Yemen geschehen, buchstäblich auflösen und einzelne Länder oder ganze Regionen in einen Bürgerkrieg stürzen. Schutz der Menschenrechte Im Bereich des Menschenrechtsschutzes schlägt Annan vor, die Menschenrechtskommission in Genf durch einen Menschenrechtsrat mit weniger Mitgliedern zu ersetzen. In der bisherigen Kommission saßen nämlich oft Staaten, die selbst eklatant gegen die Menschenrechte verstoßen haben, beispielsweise Libyen und der Sudan. Daher schlug Annan vor, die Generalversammlung solle die Mitglieder eines neuen Menschenrechtsrats wählen. Verhandlungspoker der USA Insbesondere die USA stellten sich vor dem UN-Gipfel bei zahlreichen Punkten quer: 750 Änderungsvorschläge brachten sie wenige Wochen vor Beginn des Gipfels ein und zwangen damit die UN-Mitglieder, bereits ausgehandelte Punkte neu zu beraten. Buchstäblich in letzter Minute einigten sich die Unterhändler in New York auf einen 35-seitigen Kompromisstext. Der behandelt zwar eine Reihe globaler Probleme, die Annan in seinem März-Bericht angesprochen hat, doch bei vielen Punkten gibt es nur vage Grundsatzformulierungen. Andere Punkte des Annan-Vorschlages fehlen völlig. Keine Einigung über die Reform des Sicherheitsrats Wie erwartet, sorgte insbesondere die Reform des Sicherheitsrats für heftige Kontroversen. Die fünf ständigen Sicherheitsratsmitglieder haben in der UN-Vollversammlung zwar kein Vetorecht, aber die Macht, jede Charta-Änderung zu verhindern. Die kann erst dann in Kraft treten, nachdem die Parlamente aller fünf Vetomächte sie ratifiziert haben. Jede Reform ist also ohne die Zustimmung der USA zum Scheitern verurteilt. Jetzt heißt es in Artikel 153 der Abschlusserklärung: "Wir unterstützen eine baldige Reform des Sicherheitsrats als wesentlichen Bestandteil unserer übergreifenden Anstrengungen zur Reform der Vereinten Nationen, um ihn repräsentativer, effizienter und transparenter zu gestalten und somit seine Wirksamkeit und die Legitimität und die Durchführung seiner Beschlüsse weiter zu verbessern." Dieser Absatz umschreibt in diplomatischen Worten, dass man keine für alle tragbare Lösung finden konnte und weiter über die Reform des Sicherheitsrats diskutieren wird. Wenig Konkretes Auch bei weiteren Punkten der angestrebten Strukturreform der UN konnte man sich nicht auf Einzelheiten verständigen und hielt im Schlussdokument nur recht allgemein formulierte Verpflichtungen fest: beispielsweise will man neue Kontrollinstanzen einführen und Buchprüfungen und Untersuchungen durch externe Stellen erleichtern. Auch hat man die Entscheidung darüber aufgeschoben, wie man die Position des UN-Generalsekretärs stärken kann. Die Einrichtung der "Peacebuilding Commission" und des neuen Menschenrechtsrats stießen dagegen prinzipiell auf Zustimmung. Allerdings konnte man sich nicht darüber verständigen, welche Voraussetzungen die Länder erfüllen müssen, um in diesen Rat aufgenommen zu werden. Außerdem gab es Streit um die atomare Abrüstung und die Nichtverbreitung von Massenvernichtungswaffen. Dieser Konflikt war so heftig, dass die entsprechenden Passagen vollständig gestrichen wurden: die USA sehen in der Weiterverbreitung von Massenvernichtungswaffen und im internationalen Terrorismus die größte Bedrohung für Sicherheit und Frieden. Die Entwicklungsländer bestanden jedoch darauf, konkrete Abrüstungsziele in dem Schlussdokument festzuhalten. Große Ziele bis 2015 Außerdem bekräftigte man die beim UN-Gipfel vor fünf Jahren beschlossenen so genannten Millenniumsziele und deren zeitlicher Rahmen. Demnach will die internationale Staatengemeinschaft bis zum Jahr 2015 die Zahl der in extremer Armut lebenden Menschen halbieren, allen Kindern den Grundschulbesuch ermöglichen, und Epidemien wie Aids und Malaria eindämmen. Eine gemeinsame Formulierung fordert die Staaten zu konkreten Schritten auf, um das Ziel einer Steigerung ihrer Entwicklungshilfeausgaben auf 0,7 Prozent des Wirtschaftsprodukts zu erreichen. Die in einem früheren Entwurf enthaltenen Passagen zur Beseitigung von Handelshemmnissen wurden dagegen abgeschwächt. Annan ist mit dem Ergebnis nicht zufrieden Der UN-Generalsekretär zeigte sich von dem Schlussdokument enttäuscht und bedauerte in seiner Rede zur Eröffnung des Gipfels, dass es so viele Widerstände gegen seine Reformbestrebungen gebe. Der nach langem diplomatischen Ringen erzielte Kompromiss für eine Erklärung der UNO-Mitglieder zur Entwicklungs-, Menschenrechts- und Friedenspolitik bleibe deutlich hinter seinen Erwartungen zurück. Annan forderte die versammelten Staats- und Regierungschefs auf, trotz aller Widerstände gemeinsam gegen Armut, Terrorismus und Völkermord zu kämpfen. Scharf kritisierte er das Scheitern seiner Bemühungen, in dem Abschlussdokument das Bemühen um Abrüstung und das Verbot der Verbreitung von Atomwaffen aufzunehmen: "Das ist unentschuldbar." Nationale Interessen hätten eine Einigung unmöglich gemacht. "Das unnachgiebige Beharren auf prinzipiellen Positionen hat ein Ergebnis verhindert", so Annan. Dennoch könne man nicht von einem Scheitern des Gipfels sprechen: Bereits die Einigung auf einen Text für das Schlussdokument sei ein "wichtiger Schritt vorwärts". Ob und wann die noch strittigen Punkte und insbesondere die Reform des Sicherheitsrats geklärt werden können, werden die nächsten Monate zeigen.

In diesem fächerübergreifenden Unterrichtsprojekt entwickelten die Schülerinnen und Schüler anhand eines Kundenauftrags ein webbasiertes Warenwirtschaftssystem für den Schulungseinsatz in der Großhandelsausbildung.Eine Vollzeitklasse des Bildungsgangs "Kaufmännischer Assistent für Informationsverarbeitung" bildete das Projektteam. Das Unterrichten dieser Klasse erfolgt üblicherweise in allen Unterrichtsfächern unter Einsatz des Laptops, der jedem Schüler und jeder Schülerin zur Verfügung steht. Dies ermöglicht es in besonderer Weise, Ansätze des E-Learnings im Unterricht aufzugreifen. Für das Projekt wurde daher ein E-Learning-System eingesetzt, das es ermöglicht, eine zeit- und standortunabhängige Bearbeitung der Aufgaben sowie Ablage aller Projektdokumente zu gewährleisten. Die technische Plattform des Projektes stellen die Open-Source-Software Apache, MySQL und PHP dar.Das Unterrichtsprojekt zielt darauf, eine komplexe berufliche Situation abzubilden und die erworbenen Fähigkeiten, Fertigkeiten und Kenntnisse anzuwenden und zu erweitern. Hierbei wird das gesamte Themenspektrum der Ausbildung von der Geschäftsprozessanalyse über Konzepte und Kennziffern der Lagerhaltung bis hin zum Datenbankentwurf und die Programmierung internetbasierter Anwendungen aufgegriffen. Das Themengebiet Projektmanagement wird hier in einem praktischen Kontext erfahrbar gemacht. Überblick Grobplanung Übersicht über die Fächer und zu behandelnden Inhalte im Rahmen der Zeitplanung Entwicklungsphasen Entwicklung nach dem klassischen Phasenmodell der Softwareentwicklung Die Phasen im Einzelnen 1. Phase: Problemanalyse In dieser Phase ging es vornehmlich darum, ein Lasten- und ein Pflichtenheft in Absprache mit dem Auftraggeber zu erarbeiten. Das Pflichtenheft diente dann für das weitere Projekt als Vertragsgrundlage, an der sich alle weiteren Planungen ausrichteten. 2. Phase: Entwurf Ziel dieser Phase war es, auf Basis des Pflichtenheftes ein entsprechendes Datenbankdesign zu erstellen sowie die Benutzerschnittstellen zu konzipieren. 3. Phase: Realisierung Nachdem in der Entwurfsphase die Grundlagen geschaffen wurden, konnte nun die Anwendung in ?Programmmodulen? realisiert werden. 4.-6. Phasen: Test/Installation/Abnahme/Wartung Diese Phasen sind zurzeit noch nicht abgeschlossen. Schlussbetrachtung Fazit Es lohnt sich, ein fächerübergreifendes Projekt zum Mittelpunkt des Unterrichts zu machen. Die Schülerinnen und Schüler gestalten den Ablauf sowie die wesentlichen Stadien eines IT-Projekts. lernen Problemlöseverfahren für Projekte kennen und anwenden. nehmen die Qualität der Kommunikation zwischen Auftraggeber und -nehmer als bedeutend für den Projekterfolg wahr. vollziehen die Geschäftsprozesse Lagerhaltung, Bestellwesen und Auftragsabwicklung nach. erfahren die Rolle der EDV in diesem Kontext. erstellen zielorientiert den Entwurf einer webbasierten Anwendung. setzen den Software-Entwurf technisch um. bereiten Projektergebnisse zielgruppenadäquat auf und präsentieren sie. Thema Entwickeln eines Faktura-Systems gemäß Kundenanforderungen Autor Dr. Christian Weikl Fächer Betriebsorganisation/Projektmanagement, Deutsch, Informationswirtschaft, Anwendungsentwicklung Zielgruppe Mittel-/Oberstufe informationstechnischer Bildungsgänge Lernfelder "Analyse, Planung und Organisation von betrieblichen Informationsflüssen und technischen Informationssystemen", "Projektplanung, -durchführung und -abschluss", "datenbankbasierte Internetanwendungen", "Entwickeln und Bereitstellen von Anwendungssystemen" Zeitraum ca. 100 - 120 Unterrichtsstunden (fächerübergreifend) Technische Voraussetzungen Internetanschluss, Internet-Browser, Open-Source-Produkte: Apache, PHP, MySQL, phpMyAdmin, DBDesigner, OpenOffice Planung Übersicht zum Projektverlauf Als Lernvoraussetzung für die Entwicklungsphasen sollten Kenntnisse in folgenden Bereichen vorhanden sein: Methoden des Projektmanagements, Grundzüge verschiedener Geschäftsprozesse (Beschaffung, Lagerhaltung, Angebotserstellung und Rechnungslegung), Beherrschen der Präsentationstechniken, Erstellen von Datenbankentwürfen (ERD, Normalisierung), Grundlagen der Abfragesprache SQL für DB, Grundlagen der Programmierung mit PHP. Die Fachlehrer mussten die erforderlichen Grundlagen bis zu dem gemeinsam vereinbarten Zieltermin (Projektbeginn) gelegt haben. Im Vorfeld wurden folgende Unterrichtseinheiten in den beteiligten Unterrichtsfächern durchgeführt: Einführung in die Programmierung mit PHP ein Schulhalbjahr - Fach: Anwendungsentwicklung Einführung in das Datenbankdesign, Arbeiten mit Datenbanken ein Schulhalbjahr - Fach: Informationswirtschaft Einführung in die Methoden des Projektmanagements Fach: Betriebsorganisation/Projektmanagement Einführung in das Lasten-/Pflichtenheft für IT-Projekte Fach: Deutsch/Kommunikation Vorstellen des Projektes durch den Auftraggeber Einarbeitung des Pflichtenhefts und Abstimmung mit dem Auftraggeber Entwurf des DB-Designs und Dokumentation des DB-Entwurfs Erstellung einer ersten Grobplanung mit Arbeitsbereichen und -schritten Verteilung der Aufgaben auf Arbeitsgruppen (arbeitsteilige Gruppenarbeit): Dokumentation, Formulare, Web-Design, PHP-Programmierung, SQL-Programmierung Bearbeitung der Aufgaben in den Gruppen nach dem klassischen Phasenmodell der Softwareentwicklung: Problemanalyse, Entwurf, Realisierung, Test, Abnahme, Wartung (siehe Entwicklungsphasen ) Präsentation der Meilensteinergebnisse und Abstimmung des weiteren Vorgehens mit dem Auftraggeber Abnahme und Übergabe des Produktes inklusive zugehöriger Dokumentation Reflexion über den Projektverlauf Verbesserungsvorschläge Analyse der Stärken und Schwächen des Produktes Identifizierung weiterer Verbesserungsmöglichkeiten (zum Beispiel Programmierstil, Aufbau der Menüführung) Vereinbarung mit dem Auftraggeber zur Weiterentwicklung und Pflege des Produktes Diesen Phasen ging eine gemeinsame Projektplanung voraus, in der der Ablauf gemeinsam festgelegt sowie die Aufgabenverteilung gemeinsam erarbeitet wurde. Darüber hinaus wurde das E-Learning-System Moodle zur Durchführung des Projektes eingesetzt, das es erlaubt, Arbeitsmaterialien allen zur Verfügung zu stellen, Zwischenergebnisse einzustellen, Ergebnisse zu diskutieren und zu kommentieren. Diese Plattform war ein entscheidendes Hilfsmittel zur Herstellung der Transparenz für alle Beteiligten und zur raschen Abstimmung innerhalb des Projektes und den jeweiligen Arbeitsgruppen. Entscheidend für den erfolgreichen Projektverlauf war es, die Aufgabenverteilung sowie die Gruppenzuordnung gemeinsam mit den Schülerinnen und Schülern vorab zu diskutieren und festzulegen. Besonderheiten der Organisation in den einzelnen Phasen werden bei der Darstellung der jeweiligen Phase thematisiert. Der Verlauf des durchgeführten Unterrichtsprojektes sowie die Präsentation der Meilensteinergebnisse mit anschließender Reflexion haben deutlich gezeigt, dass diese Art des Vorgehens zu einem nachhaltigen Lernerfolg bei den Beteiligten geführt hat. Dieser Lernerfolg ist neben der Erweiterung der Fähigkeiten, Fertigkeiten und des Wissens in einzelnen Themenbereichen insbesondere darin zu sehen, dass ein grundlegendes Verständnis für IT-Projekte und ihre Erfordernisse gewonnen werden konnte. Ein solches Projekt erfordert zwar einen deutlich höheren Vorbereitungsaufwand für die Lehrenden, da eine Reihe an Absprachen mit Kolleginnen und Kollegen getroffen und spezielle Arbeitsmaterialien erstellt werden müssen, organisatorische Unzulänglichkeiten durch das Unterrichten im klassischen Zeitrahmen von Unterrichtsstunden auftreten und ein begleitendes "zweites" Projektmanagement durchzuführen ist. Dieser Mehraufwand ist aber gut "investierte Zeit", wenn man die Lernbegeisterung, das Lernergebnis sowie den individuellen Lernerfolg jeden einzelnen Schülers und jeder einzelnen Schülerin heranzieht. Nicht zuletzt überzeugte die Qualität des Gesamtergebnisses das beteiligte Lehrerteam am Friedrich-List-Berufskolleg. Zum Einstieg wurden nochmals die Merkmale und Besonderheiten von Lasten- und Pflichtenheften in IT-Projekten im Unterricht thematisiert. Auf dieser Basis wurde einem kleinen Übungsbeispiel mit den bereitgestellten Arbeitshilfen ein erstes Lastenheft zur Übung erstellt und die Ergebnisse gemeinsam besprochen. Als Unterrichtsergebnis wurde eine gemeinsame Musterlösung erarbeitet. Im Anschluss an diese vorbereitenden Arbeiten wurde das Gespräch mit dem Auftraggeber geführt. Im Vorfeld hatte dieser seine Vorstellungen zur gewünschten Anwendung der Klasse zur Verfügung gestellt. Erwartungen des Auftraggebers Die folgenden Dateien bilden also nicht die konkrete Planung der einzelnen Arbeitsgruppen ab, sondern sind ein Entwurf des Auftraggebers mit noch nicht korrigierten Unzulänglichkeiten. Lastenheft Entsprechend vorbereitet führten die Schülerinnen und Schüler das Gespräch mit dem Ziel, umfassende Informationen über das gewünschte Produkt zu erhalten. Hierbei ging es neben den "Produktfeatures" auch um die zugrunde liegenden Geschäftsprozesse. Die Schülerinnen und Schüler erstellten in arbeitsgleicher Gruppenarbeit Lastenhefte. Die Gruppenergebnisse wurden im Plenum vorgestellt und diskutiert. Zum Abschluss wurde ein gemeinsames Unterrichtsergebnis dadurch erreicht, dass die überarbeiteten Lastenhefte nochmals diskutiert und eine gemeinsame Version des Lastenheftes verabschiedet wurde. Pflichtenheft Dieses Lastenheft wurde dann mit der Bitte um Freigabe an die Auftraggeber geschickt, die auch erteilt wurde. Abschließend wurde dann gleiches Verfahren für die Erstellung des Pflichtenheftes angewendet, so dass als Unterrichtsergebnis ein gemeinsames Pflichtenheft für das Projekt vorlag. Dieses Pflichtenheft wurde dem Auftraggeber vorgestellt und dann von beiden Vertragsparteien (Klasse und Auftraggeber) unterzeichnet. Eine Gegenüberstellung Lastenheft-Plfichtenheft findet man in: IT-Handbuch - IT-Systemkaufmann/-frau, Informatikkaufmann/-frau. Westermann Schulbuchverlag GmbH. 1. Auflage 2000, S. 205 ff. Grundsätze und Praxistipps zum Lastenheftaufbau sind zu finden bei Bruno Grupp: Das DV-Pflichtenheft zur optimalen Softwarebeschaffung. Bonn. MITP-Verlag 1999. S. 135-137 Gruppenarbeit: Gestaltung und Aufbau der Schnittstellen Da eine Reihe an Schnittstellen für das zu erstellende Warenwirtschaftssystem existieren, wurde die Klasse nunmehr in arbeiteilige Gruppen aufgeteilt. Hierbei wurden Arbeitsaufträge und Gruppenzusammensetzung vorab gemeinsam besprochen und verabschiedet. Während eine Gruppe sich um die Gesamtnavigation der Anwendung kümmerte, erstellten die anderen Gruppen gemäß den Anforderungen Eingabe- und Ausgabeschnittstellen. Neben deren funktionalem Aufbau galt es auch, gestalterische Fragen im Sinne einer geeigneten Nutzerführung aufzugreifen. Die Gruppen erstellten ein so genanntes Scribble-Design und setzten dieses am PC direkt in HTML/PHP um, oder erstellten einen Grafikentwurf als Screenshot. Gemeinsame Entwurfsrichtlinien Die Gruppen präsentierten ihre Ergebnisse im Plenum. Diese wurden diskutiert und Vorschläge zur Verbesserung unterbreitet. Anhand dieser Hinweise überarbeiteten die Gruppen ihre Entwürfe und stellten das Erreichte erneut vor. Im Plenum wurden schließlich als Unterrichtsergebnis gemeinsame Entwurfsrichtlinien für die Benutzerschnittstellen festgelegt sowie eine Menüführung und Bildschirmaufteilung für die Anwendung erarbeitet und verabschiedet. Gemeinsamer DB-Entwurf Der Datenbankentwurf wurde ebenfalls von arbeitsgleichen Gruppen erstellt. Jede Gruppe stellte ihren Entwurf zur Diskussion. An jedem einzelnen Entwurf wurden im Plenum gemeinsam überprüft, inwieweit die Anforderungen des Auftraggebers in Verbindung mit den Grundsätzen der Normalisierung sowie der ERDs übereinstimmen. Auf dieser Basis erarbeitete die Klasse einen gemeinsamen DB-Entwurf. Koordination durch Schüler Diese Programmmodule sollten in arbeitsteiliger Gruppenarbeit erstellt werden. Die Gruppen mussten hierzu so gebildet werden, dass pro Gruppe je eines der erforderlichen Module umgesetzt werden konnte. Darüber hinaus galt es, diese Arbeiten durch eine Gruppe Projektleitung / Koordination stärker zu steuern. Dies ermöglicht es den betreffenden Schülern selbst Leitungserfahrungen zu sammeln und auch in den realen Projektablauf stärker "einzutauchen". Bei auftretenden Problemen musste die jeweilige Gruppenleitung sich an die Projektleitung wenden, die dann nach Lösungen suchte und geeignete Maßnahmen auf den Weg bringen musste. Sollten Probleme nicht von den Projektleitern selbst gelöst werden können, wurde der Lehrer als Supervisor eingeschaltet. Dieser steuerte dann das Geschehen, um den Gesamterfolg des Projektes nicht zu gefährden. Projektdokumentation Neben der Projektleitung stellt die Dokumentation der Arbeiten (Projektdokumentation, Dokumentation der Module, Kontexthilfe und Benutzerhandbuch) einen ganz zentralen Aufgabenbereich dar. Daher wurde hierfür ebenfalls eine eigene Gruppe gebildet, die die Arbeiten fortlaufend in Absprache mit den Gruppen dokumentierte. Die Aufgabenbereiche sowie die Gruppenzusammensetzung wurde auch hier vorab mit den Schülern erörtert und gemeinsam verabschiedet. Neben den noch abzuschließenden Arbeiten bei der Erstellung der Module aus Phase 3 sind dann ein Testszenario zu definieren sowie systematische Tests der Anwendung vorzunehmen. Diese sind zu protokollieren und gegebenenfalls Maßnahmen zur Behebung aufgedeckter Probleme oder der Einbindung noch fehlender Funktionen vorzunehmen. Schließlich sind eine Präsentation des Systems sowie die Dokumentation für die abschließende Projektabnahme durch den Auftraggeber vorzubereiten. Im Anschluss an die Abnahme ist mit dem Auftraggeber weiter zu verhandeln, in welcher Form eine Schulung sowie eine Wartung des Systems erfolgen soll.

In dieser Unterrichtseinheit zu Tsunamis interpretieren die Lernenden Satellitenbilder zu den Folgen des Tsunami im Indischen Ozean im Jahr 2004. Dabei lernen sie Methoden der Fernerkundung zur Beurteilung der Schäden kennen. Ein interaktives Flash-Modul leitet sie von Aufgabe zu Aufgabe. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar. Naturkatastrophen gefährden Lebensräume: Siedlungen werden ausgelöscht, landwirtschaftliche Flächen überflutet, Küstenlinien verändern sich. Besonders eindrucksvoll lässt sich dies anhand von Satellitenaufnahmen nachvollziehen. Indem die Schülerinnen und Schüler diese Bilder interpretieren, sind sie in der Lage, Risiken und Schäden für Natur und Menschen zu erkennen und zu bewerten. Zentrales Thema dieser Unterrichtseinheit ist der Tsunami des Jahres 2004 im Indischen Ozean, eine der verheerendsten Naturkatastrophen der vergangenen Jahrzehnte. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit einem interaktiven Computer-Modul. Es ist im Rahmen des Projekts "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn entstanden. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Diese Unterrichtseinheit ist im Themenfeld "Gefährdung von Lebensräumen" verortet und hat zum Ziel, die Lernenden in Bezug auf Raumwahrnehmung und -bewertung zu schulen, so dass sie Naturgefahren und deren Auswirkungen einordnen können. Darauf aufbauend sollen Schäden in der Landschaft wie auch für den Menschen erkannt und bewertet werden. Als wissenschaftliche Grundlage dient eine Einführung in die Methodik der Fernerkundung (Veränderungsanalyse, Klassifikation), mithilfe derer die Schülerinnen und Schüler das Ausmaß der Schäden genau ermitteln können. Weiterführend sind sie dazu angehalten, über mögliche Präventivmaßnahmen nachzudenken, um das Thema in seiner ganzen Komplexität zu begreifen. Aufbau des Computermoduls Interaktive Aufgaben zu Tsunamis führen die Lernenden durch drei thematische Bereiche, Quizfragen dienen zur Sicherung der Ergebnisse. Ablauf der Stunden und Inhalte des Computermoduls Die Unterrichtsstunden zum Thema Tsunamis orientieren sich an den drei Modulteilen Einführung, Bildvergleich und Change Detection. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Bedeutung von Naturgefahren. werden in Raumwahrnehmung und -bewertung geschult. beschäftigen sich mit Entstehungsmöglichkeiten und Ursachen von Tsunamis. lernen Möglichkeiten der Fernerkundung zur Schadensermittlung kennen. Die Unterrichtseinheit "Tsunami – wenn Wellen alles ändern" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus sind die durchgeführten Analysen und Manipulationen des Satellitenbildes nur mithilfe des Rechners durchführbar. Dieser Umstand bringt den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Drei Teilbereiche Das Computermodul "Tsunami" gliedert sich in drei Bereiche: die Einführung in das Thema Tsunami, den Bildvergleich sowie Klassifikation und Change Detection. Jeder Bereich enthält einen Aufgabenteil mit Fragestellungen sowie ein Quiz zur Überprüfung des Wissens. Modulteil zwei und drei enthalten darüber hinaus auch jeweils eine sogenannte Infobox (Abbildung 1, bitte anklicken zum Vergrößern), in welcher das neue Wissen verständlich und anschaulich vermittelt wird. Tsunami - Einführung Der erste Teil des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Professor zu sehen, der in einer Zeitung einen Artikel über den Tsunami im Indischen Ozean liest. Indem die Schülerinnen und Schüler interaktiv in der Zeitung blättern und lesen (mithilfe des "Handsymbols" lässt sich der Bildausschnitt verschieben), erhalten sie Informationen zum Tsunami 2004 sowie allgemein zum Phänomen Tsunami. Die Aufgaben geben Hinweise, worauf die Lernenden bei der Lektüre besonders achten sollen. Der erste Modulteil schließt mit einem Quiz ab. Bildvergleich Im zweiten Teil wird anhand zweier übereinandergelegter Satellitenbilder (vor und nach dem Tsunami) das Ausmaß der Zerstörung sichtbar. Anhand eines bewegbaren Reglers, der die Satellitenbilder übereinanderlegt, können die Lernenden einen visuellen Vergleich anstellen und erste Schlüsse daraus ziehen. Nachdem sie das Quiz erfolgreich bestanden haben, gelangen die Lernenden in den dritten und letzten Teil des Moduls. Klassifikation und Change Detection Im dritten Modulteil werden die durch den visuellen Vergleich gewonnenen Erkenntnisse durch die Methodik der Change Detection und Klassifikation ergänzt oder vertieft. So kann die Schadensermittlung der betroffenen Fläche abgeschlossen werden. Die Schülerinnen und Schüler stellen Überlegungen zu Schutzmaßnahmen an und berechnen die zerstörten Flächen. Nach dem Quiz haben die Lernenden das Modul erfolgreich beendet. Navigation im Modul Das Computermodul "Tsunami" erlaubt auch, zwischen den einzelnen Bereichen zu springen. Zu Beginn ist die blaue Navigationsleiste am linken Rand noch leer. Erst nach Bestehen eines kleinen Quiz am Ende jeder Einheit wird das Icon für den jeweiligen Bereich sichtbar, sodass man später über die Navigationsleiste wieder dorthin zurück gelangen kann. Hausaufgabe zur Vorbereitung Um die Voraussetzung für die Unterrichtseinheit zu schaffen, befassen sich die Schülerinnen und Schüler zu Hause mit dem Thema Naturkatastrophen. Sie können wahlweise einen Text durcharbeiten oder eine Recherche durchführen. Ablauf der Unterrichtsstunden Der Ablauf der Unterrichtsstunden zum Thema "Tsunami" wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams können sich die Schülerinnen und Schüler die drei Teilbereiche in je einer Stunde erarbeiten. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz. Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. Erste Informationen zum Thema In der ersten Stunde führt das Computermodul "Tsunami" mit einem Zeitungsartikel, den ein virtueller Professor (Abbildung 2, bitte anklicken zum Vergrößern) liest, in die Thematik ein. Die Schülerinnen und Schüler erfahren dort, was man unter einem Tsunami versteht und welche Ursachen ihm zugrundeliegen können. Zudem erhalten sie Informationen zum Verlauf des Tsunami, der sich am 26.12.2004 im Indischen Ozean ereignete. Quiz zu Tsunamis Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, die im Zeitungsartikel angesprochene Thematik in eigenen Worten wiederzugeben und zu verstehen. Darüber hinaus sollen sie sich in die Situation von Menschen hineinversetzen, die in gefährdeten Regionen leben. Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten ist ein Quiz integriert, das man über einen Button unten rechts im Bild erreicht. Es leitet gleichzeitig zum nächsten Modulteil über. Satellitenbilder vergleichen mit dem Computermodul Thema der zweiten Stunde ist der Vergleich von zwei Satellitenbildern. Das Computermodul erlaubt, die Situation in einer Region vor und nach dem Tsunami gegenüberzustellen. Mithilfe eines Reglers können die Schülerinnen und Schüler zwei Bilder übereinander schieben (Abbildung 3), vergleichen und so den entstandenen Schaden visuell erfassen. Anhand der beiden Bilder sollen sie zerstörte Strukturen erkennen und benennen sowie die Zerstörung für die dort lebenden Menschen einordnen. Quiz zu Satellitenbildern Darauf aufbauend soll den Lernenden bewusst werden, welche Vorteile Satellitenbilder im Gegensatz zu normalen Fotografien haben. Hierzu finden sie nähere Informationen in der Info-Box, in der das Verfahren der Veränderungsanalyse anschaulich erklärt wird. Auch hier schließt ein Quiz den zweiten Modulteil ab und leitet in den letzten Teil über. Kennenlernen der Methode "Change Detection" In der dritten Stunde steht die in der Fernerkundung oft verwendete Methode der Change Detection (Veränderungsanalyse) im Vordergrund. Das Computermodul zeigt hierzu zwei gegenübergestellte Bilder - vor und nach dem Tsunami. In der Info-Box wird der Aufbau eines Satellitenbildes (Raster, Pixel) sowie dessen Farbgebung erklärt. Darauf aufbauend erfahren die Schülerinnen und Schüler, wie diese Farbinformationen genutzt werden können, um aus einem Bild eine thematische Karte abzuleiten und dass der Computer die Ähnlichkeiten der Farbwerte der einzelnen Pixel dazu nutzt, diese in Landbedeckungsklassen einzuteilen. Eigenständige Bearbeitung und Quiz Die Schülerinnen und Schüler haben nun die Aufgabe (Abbildung 4), über drei unter den Bildern angezeigte Regler die prozentualen Anteile der drei Grundfarben Rot, Grün, Blau auszuwählen. So können sie herausfinden, in welche Flächen man das dargestellte Gebiet einteilen kann und wie groß der tatsächliche Schaden ist. Als weiterführende und abschließende Fragestellung sollen sich die Lernenden über eventuelle Schutzmaßnahmen Gedanken machen und diese diskutieren. Ein Quiz rundet das Modul inhaltlich ab.

In dieser Unterrichtseinheit zum Ökosystem Wald interpretieren die Lernenden Satellitenbilder, um die Auswirkungen von Waldbränden in Griechenland zu erfassen. Dabei setzen sie sich mit der Dynamik und Stabilität von Ökosystemen auseinander und werden in die Methoden der Fernerkundung eingeführt. Ein interaktives Modul vereinfacht und veranschaulicht das Lernen. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar. Waldbrände kommen in vielen Regionen der Welt als natürlicher Teil eines Kreislaufes vor, durch den die Voraussetzungen für die Nährstoffversorgung der folgenden Baumgenerationen geschaffen werden. Ihre Auswirkungen können jedoch auch verheerend sein. Anhand von Satellitenbildern können die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines interaktiven Computer-Moduls die Folgen nachvollziehen und sichtbar machen. Materialien und Anwendungen stammen aus dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Die Unterrichtseinheit gibt es mit einem eigenen Computermodul auch für den Geographieunterricht: Feuerspuren im Satellitenbild - Eingriffe in Landschaften . Die vorliegende Unterrichtseinheit zum Ökosystem Wald hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern den Themenkomplex "Stabilität und Dynamik von Ökosystemen" näherzubringen. Die Lernenden sollen am Ende diese Sequenz in der Lage sein, Zusammenhänge zwischen dem elektromagnetischem Spektrum, der Aufnahme und der Entstehung von Satellitenbildern sowie der Erfassung von Veränderungen innerhalb von Ökosystemen aufzuzeigen und zu verstehen. Anhand von zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Satellitenbildern können die Jugendlichen Veränderungen der entsprechenden Region in Griechenland feststellen. Dabei lernen sie, wie die Pflanzen das Licht für die Photosynthese verwenden und welche Wellenlängenbereiche von Pflanzen reflektiert werden. Als wissenschaftliche Grundlage dient dabei die Einführung in die Methodik der Fernerkundung. Aufbau des Computermoduls Interaktive Aufgaben führen die Lernenden durch verschiedene thematische Bereiche; Quizfragen dienen zur Sicherung der Ergebnisse. Inhalte des Computermoduls Die Lernenden analysieren anhand von Satellitenbildern die Situation einer Region in Griechenland vor und nach den Waldbränden. Die Schülerinnen und Schüler können Satellitenbilder interpretieren und zur Analyse von Stabilität und Dynamik von Ökosystemen. können das elektromagnetische Spektrum und unterschiedliche Wellenlängenbereiche beschreiben. können Reflexionseigenschaften von Pflanzen vergleichen und zuordnen. können Vegetationsindizes für die Veränderungsanalyse anwenden. Die Unterrichtseinheit "Feuerspuren im Satellitenbild - Dynamik von Ökosystemen" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus sind die durchgeführten Analysen und Manipulationen des Satellitenbildes nur mithilfe des Rechners umsetzbar. Dieser Umstand bringt den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Das Computermodul - drei Teilbereiche Das Computermodul gliedert sich in zwei inhaltliche Bereiche: die Einführung in das Thema und den Hauptteil der Bildberechnung. Darüber hinaus wird das Modul durch einen dritten zusätzlichen Bereich ergänzt, in dem durch Videos und Tutorials der Umgang mit dem Modul vorgestellt wird. Die aktivierten Bereiche werden auf der linken Leiste eingeblendet. Während der erste Teil einen ersten Einblick in die Thematik der Waldbrände liefert und eine übergeordnete Aufgabestellung benennt, setzt sich der Hauptteil aus verschiedenen Untersequenzen zusammen, in denen jeweils Aufgabenteile mit Fragestellungen sowie Info-Boxen mit Hintergrundinformationen enthalten sind. Den Abschluss der jeweiligen Untersequenzen bildet ein Quiz. Der erste Teil des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Schreibtisch zu sehen, auf dem verschiedene Dokumente liegen (siehe Abbildung 1, zur Vergrößerung bitte anklicken). Die Schülerinnen und Schüler sollen sich nun nacheinander mit den drei dargestellten Dokumenten beschäftigen: einem Zeitungsartikel zu Waldbränden in Griechenland, Bildmaterial sowie der übergeordneten Aufgabestellung, die als Auftrag der EU-Kommission gestaltet ist. Durch Anklicken werden die jeweiligen Dokumente vergrößert. Nach der Bearbeitung der drei Materialien können die Jugendlichen durch Anklicken der virtuellen Computermaus in den Hauptteil des Moduls übergehen. Bildrechner Der Hauptteil ist in vier Unterbereiche unterteilt. Der erste Teil beginnt mit einem kurzen Video über den Umgang mit dem Modul. Nun können die Lernenden ein Satellitenbild im roten und infraroten Kanal, eine Satellitenkarte sowie eine Nutzungskarte laden und sich die unterschiedlichen Pixelwerte im Bild anzeigen lassen. In der dazugehörigen Info-Box (siehe Abbildung 2) wird ihnen einführendes Wissen zur Satellitenfernerkundung vermittelt. Nachdem sie das Quiz erfolgreich bestanden haben, gelangen die Lernenden in einen weiterführenden Bereich des Hauptteils. Vegetationsindex NDVI Wieder werden die Schülerinnen und Schüler durch ein kleines Video in die Vorgehensweise eingewiesen. Hier können sie zwei Satellitenbilder, eins vor den Waldbränden mit einem nach den Waldbränden, vergleichen und für den jeweiligen Zeitpunkt ein Bild des Vegetationsindex "NDVI" (Normalized Difference Vegetation Index) berechnen. In der dazugehörigen Info-Box finden sie das dazu notwendige Wissen einfach und anschaulich erklärt. Auch hier schließt dieser Teil mit einem Quiz ab und leitet in den dritten Teil weiter. Change Detection Der dritte Teil unterscheidet sich optisch nicht vom zweiten, allerdings variieren Aufgabenstellung und Info-Box, indem sie vor allem die Berechnung des Unterschiedes (change detection) der beiden Bilder in den Vordergrund stellen. Die Lösung der Aufgaben und das Bestehen des Quiz leiten in den letzten Teil über. Zeitreihenanalyse Dem letzten Teil des Moduls wird erneut ein Video-Tutorial vorangestellt. In diesem Teil liegt der Fokus auf der Zeitreihenanalyse, mithilfe welcher die Lernenden nicht nur zwei Zeitpunkte miteinander vergleichen können, sondern Bilder zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten. Dies ermöglicht ihnen eine umfassendere Analyse in Bezug auf die Feuerkatastrophe, aber auch zu jahreszeitlichen Schwankungen des Ökosystems. Ein abschließendes Quiz beendet das Modul mit einer Schlussnotiz. Im Video und Tutorial-Teil können sich die Schülerinnen und Schüler zur Vorbereitung kurze Videos anschauen, um in ihrem Umgang mit dem Modul sicher zu werden. Mit jedem erfolgreich gelösten Arbeitsbereich wird ein weiteres Tutorial sichtbar, das von nun an jederzeit erneut angesehen werden kann. Die verschiedenen Tutorials lassen sich wie Karteikartenreiter am oberen Bildschirmrand anklicken (siehe Abbildung 3). Navigation im Modul Das Computermodul erlaubt auch, zwischen den zwei Hauptbereichen (Einführung und Bildrechner) zu springen. Zu Beginn ist die grüne Navigationsleiste am linken Rand noch leer. Erst nach Lesen der ersten Materialien wird das Icon für den jeweiligen Bereich sichtbar, sodass man später über die Navigationsleiste wieder dorthin zurück gelangen kann. Der Ablauf der Unterrichtsstunden mit dem interaktiven Lernmodul "Feuerspuren im Satellitenbild - Dynamik von Ökosystemen" wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams können sich die Schülerinnen und Schüler die zwei Teilbereiche in drei Schulstunden erarbeiten. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz. Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. Stunde 1: Einführung - Waldbrände und Satellitenfernerkundung In der ersten Stunde führt das Computermodul mit zwei Dokumenten zu Waldbränden sowie der übergeordnete Aufgabestellung in die Thematik ein. Die Lernenden erhalten dort erstes Hintergrundwissen zu Waldbränden in Griechenland. Erst nach dem Lesen der Dokumente wird in den anschließenden Hauptteil weitergeleitet. Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, die Entwicklung und die Regeneration der verbrannten Flächen nachzuvollziehen und zu analysieren. Darüber hinaus beschäftigen sich die Lernenden zu Beginn des Hauptteils mit den Grundlagen der Satellitenfernerkundung und analysieren erste Grauwertbilder. Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten ist ein Quiz integriert, das man über einen Button unten rechts im Bild erreicht. Es leitet gleichzeitig zum nächsten Modulteil über. Stunde 2 und 3: Bildrechner Veränderungsanalyse Thema der zweiten Stunde ist der Vergleich von zwei Satellitenbildern aufgrund unterschiedlicher Vitalitätszustände der Pflanzen. Das Computermodul erlaubt, die Situation in einer Region vor und nach Waldbränden gegenüberzustellen. Mithilfe eines Rechners auf der rechten Seite kann der Vegetationsindex errechnet und analysiert werden. Die Info-Box bietet den Schülerinnen und Schülern einen vertieften Einblick in die Arbeitsweisen der Satellitenfernerkundung mit Vegetationsindizes. Auch hier schließt ein Quiz den zweiten Modulteil ab und leitet in den dritten Teil über. Hier wird nun das erworbene Wissen der ersten Teile zusammengefügt und in Form der computergestützten Veränderungsanalyse (change detection) durchgeführt. Die Jugendlichen vergleichen die Satellitenbilder nicht mehr nur visuell, sondern analysieren diese mithilfe des errechneten Bildes. Die dritte Stunde geht noch einen Schritt weiter und lässt die Schülerinnen und Schüler nicht mehr nur zwei Bilder miteinander vergleichen, sondern eine Sequenz mehrerer zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommener Bilder (Abbildung 4, bitte anklicken). Je nachdem, wo der Mauszeiger auf der Karte positioniert wird, ändert sich der Kurvenverlauf in der Grafik am rechten Bildschirmrand. Neben durch Katastrophen verursachte Veränderungen können auch natürliche saisonal bedingte Schwankungen erfasst und analysiert werden. Ein abschließendes Quiz rundet das Modul inhaltlich ab.

In dieser Unterrichtseinheit zu Satelliten setzen sich die Lernenden anhand der Fernerkundung mit dem Thema Optik auseinander. Dabei erkennen sie die Zusammenhänge zwischen elektromagnetischem Spektrum, Reflexion, Absorption und der Entstehung von Satellitenbildern. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar. Die hier vorgestellte Lerneinheit erläutert die Funktionsweise eines Satelliten, der das von der Erdoberfläche reflektierte Licht zur Bildaufnahme nutzt und dabei auch Wellenlängen jenseits des sichtbaren Lichts einbezieht. Zusätzlich zum Verständnis der physikalischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auf diese Weise auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Eine "Vermittlerfigur" in Form eines virtuellen Professors begleitet die Lernenden bei der Erforschung des elektromagnetischen Spektrums. Das Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht. Die Unterrichtseinheit "Was sieht ein Satellit? Dem Unsichtbaren auf der Spur" beschäftigt sich mit dem Themenkomplex Optik und geht dabei vor allem auf Reflexion, Absorption und die Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums ein. Durch den Bezug zur Satellitenbild-Fernerkundung werden diese drei Bereiche miteinander verknüpft und ergänzt. Zunächst soll an einem einfachen Beispiel die Charakterisierung verschiedener Objekte hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Reflexions- und Absorptionseigenschaften untersucht werden. Weiterführend soll das gesammelte Wissen auf den Satelliten übertragen werden, so dass die Funktionsweise eines Satelliten verstanden wird. Als dritter Punkt wird dann neben der Betrachtung des sichtbaren Lichts der erweiterte Bereich des elektromagnetischen Spektrums (infrarotes Licht) mit einbezogen. Ziel der Unterrichtseinheit ist es, Zusammenhänge zwischen elektromagnetischem Spektrum, Reflexion, Absorption sowie Aufnahme und Entstehung von Satellitenbildern zu verstehen. Aufbau des Computermoduls Das interaktive Modul "Was sieht ein Satellit?" gliedert sich in eine Einleitung und zwei darauf aufbauende Bereiche. Inhalte des Computermoduls Hier wird der Aufgabenteil mit den drei Bereichen Einleitung, Satellit und "unsichtbares" Licht genauer beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler lernen Reflexionseigenschaften unterschiedlicher Objekte kennen. können die Begriffe "Reflexion" und "Absorption" erklären und unterscheiden. können den Zusammenhang zwischen Objektfarbe und Reflexionseigenschaften erklären. lernen das elektromagnetische Spektrum kennen und verstehen, dass es neben dem sichtbaren Licht noch andere Wellenlängenbereiche gibt. können die Grundlagen der Umwandlung der Reflexionswerte in Bildinformationen beschreiben. können die Entstehung von Falschfarbenbildern beschreiben. Reflexion und Absorption - Alles was wir sehen Einführung in die Thematik, Zusammenhang zwischen Reflexion und Absorption So funktioniert ein Satellit Entstehung von Satellitenbildern anhand des unterschiedlichen Reflexionsverhaltens der Erdoberfläche Dem Unsichtbaren auf der Spur Elektromagnetisches Spektrum Beginn Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik der Satellitenbilder durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus sind die durchgeführten Analysen und Manipulationen des Satellitenbildes nur mithilfe eines Rechners durchführbar - ein Umstand, der den Lernenden den Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher bringt. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Es wird durch Ausführen der Datei Reflexion_Startmanager.exe gestartet. Allgemeine Hinweise Das Computermodul besteht aus drei Bereichen, die aufeinander aufbauen. Zu Beginn ist die gelbe Navigationsleiste am linken Rand noch leer. Erst nach Bestehen eines kleinen Tests am Ende jeder Einheit wird das Icon für den jeweiligen Bereich sichtbar, so dass man später über die Navigationsleiste wieder dorthin zurück gelangen kann. Jeder Bereich enthält einen Aufgabenteil mit Fragestellungen. So können die Schülerinnen und Schüler den Kern des Problems erfassen, durch den Test überprüfen und damit interaktiv arbeiten. Der erste Teil des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. In einem kurzen Einführungstext erfahren die Schülerinnen und Schüler, was sie in dem Modul erkunden und lernen sollen. Sie können interaktive Versuche durchführen, indem sie am Bildschirm das Reflexionsverhalten verschiedener Gegenstände beobachten. Die Fragen unter "Aufgaben" geben Hinweise, worauf dabei zu achten ist. Als Abschluss des Modulteils ist das Bestehen eines kleinen Multiple Choice-Tests erforderlich. Satellit Im zweiten Bereich "So funktioniert ein Satellit" wird das unterschiedliche Reflexionsverhalten von Gegenständen auf die Landschaft übertragen. Mit dem Vorwissen aus der Einführung können die Schülerinnen und Schüler nun diesen Aufgabenteil im Zweiergespräch diskutieren. Abschließend wird das Verständnis wieder mit einem kleinen Quiz überprüft. Sind alle Fragen richtig beantwortet, wird man zum dritten Teil weitergeleitet. Unsichtbares Licht Im dritten Teil ("Dem Unsichtbaren auf der Spur") können die Schülerinnen und Schüler die vorangegangenen Inhalte auf ein echtes Satellitenbild übertragen. Auch hier sind sie aufgefordert, sich in Zweiergruppen auszutauschen und die Fragestellungen am Computer interaktiv zu bearbeiten. Nach richtiger Beantwortung der Testfragen fasst der virtuelle Professor die Erkenntnisse abschließend noch einmal kurz zusammen. Reflexion Im ersten Teil des Lernmoduls werden die Schülerinnen und Schüler zunächst in die Thematik der Reflexion eingeführt. Nachdem sie das Lernprogramm starten, sehen sie zunächst eine relativ dunkle Bildschirmoberfläche. Um die Bedeutung des Lichts hervorzuheben, werden die Lernenden zunächst aufgefordert das Licht anzuschalten. Erst nach Einschalten aller relevanten Geräte (Licht, Kamera und Bildschirm) funktioniert der Versuch. Die Kamera lässt sich mit dem Mauszeiger ansteuern und entlang der Schiene hin- und herbewegen. Indem die Schülerinnen und Schüler mit dem virtuellen Professor spielerisch einen Versuch durchführen, erfahren sie, wie verschieden die Objekte auf dem Tisch - ein Kaktus, eine Chilischote, ein Hühnerei und eine schwarze Arbeitsunterlage - das Licht der Lampe reflektieren. Auf dem Bildschirm können sie nachvollziehen, in welchem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ein Objekt sehr viel beziehungsweise sehr wenig reflektiert. So können die Lernenden den Zusammenhang zwischen Objektfarbe und Höhe der Reflexion in den verschiedenen Wellenlängenbereichen herleiten. Absorption Um den Begriff der Absorption näher zu verdeutlichen, ist als Besonderheit eine schwarze Arbeitsunterlage integriert. Die Lernenden sollen zu der Frage angeregt werden, warum auf dem Bildschirm keine Ausschläge zu erkennen sind, wenn sich die Kamera über der Arbeitsunterlage befindet. Die Fragen, die sich unter "Aufgabe" finden, geben Arbeitshinweise zur Versuchsdurchführung (Abbildung 2, zum Vergrößern anklicken). Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten ist ein Test integriert, den man über einen Button unten rechts im Bild erreicht (Box mit Fragezeichen). Aufnahme der Erdoberfläche Im zweiten Modulteil soll das Wissen aus dem virtuellen Labor übertragen werden. Ziel ist es, grundsätzlich die Funktionsweise eines Satelliten zu verstehen. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass Satelliten die Erdoberfläche ähnlich aufnehmen wie zuvor die Kamera die Gegenstände auf dem Tisch im Labor. Ein Satellit misst vergleichbar einer Kamera beziehungsweise eines Spektroradiometers die von der Erdoberfläche reflektierte Strahlung. Darüber hinaus sollen die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass die gemessenen Reflexionssignale zu Bildinformation verarbeitet werden können. Die Moduloberfläche des zweiten Teils zeigt zu Beginn eine skizzierte Landschaft über die ein Satellit hinweg fliegt (Abbildung 3). Am Boden zeigt ein rotes Quadrat an, welchen Ausschnitt der Satellit aktuell aufnimmt. Visualisierung Die Lernenden können mit dem Button "Bild übertragen" den aktuellen Ausschnitt der Landschaft visualisieren. Zur Förderung der visuellen Kompetenzen sowie der Sprachkompetenzen werden die Schülerinnen und Schüler dazu aufgefordert die Landschaft zu charakterisieren. Die Bilddarstellung erfolgt im rechten Teil des Bildschirmfensters über ein Farbbild und drei Grauwertbilder. Neben dem Farbbild wird für die Wellenlängenbereiche Blau, Grün und Rot das jeweilige Grauwertbild eingeblendet. Links neben den Bildern ist als zusätzliche Informationsquelle ein Diagramm integriert, in welchem für jedes Bildpixel die Höhe der Reflexion in den drei Wellenlängenbereichen angezeigt wird. Abschließend sollen sich die Lernenden mit der Frage beschäftigen, wie ein Satellit Bilder der Erdoberfläche erzeugt und wie ein Farbbild entsteht. Dritter Bereich: "unsichtbares" Licht Elektromagnetisches Spektrum Im dritten und letzten Teil des Lernmoduls erfolgt eine Erweiterung in der Betrachtung des elektromagnetischen Spektrums: Lernende können sich darüber informieren, dass das Spektrum auch aus weiteren Wellenlängenbereichen besteht. Einige dieser Bereiche des elektromagnetischen Spektrums können vom Satelliten bei der Bilderzeugung zusätzlich genutzt werden. Farbige Satellitenbilder Entsprechend enthält der dritte Modulteil statt einer schematischen Landschaftsskizze ein hochaufgelöstes Satellitenbild als Grundlage. Ähnlich wie im vorherigen Kapitel kann ein Bild übertragen und visualisiert werden. Der Unterschied besteht darin, dass neben den drei Wellenlängenbereichen des sichtbaren Lichts ein vierter Kanal aus dem Bereich des Infraroten Lichts zur Verfügung steht. Die Lernenden können somit aus den vier Kanälen drei auswählen und zur Erstellung eines Farbbildes jedem Kanal eine der Farben Rot, Grün oder Blau zuweisen (Abbildung 4). Durch Mausklick in das Farbbild am rechten oberen Bildschirmrand werden die Reflexionswerte für die einzelnen Wellenlängenbereiche angezeigt. Sie erscheinen als Kurve im elektromagnetischen Spektrum am oberen Bildschirmrand. Über die Kombination der Informationen sollen die Lernenden sich mit dem Begriff Falschfarbenbild auseinandersetzen und erklären können, warum zum Beispiel bei der Kanalkombination Infrarot - Rot - Grün die Vegetationsflächen im Farbbild rot dargestellt werden.

In dieser Unterrichtseinheit zu Eingriffen in Landschaften interpretieren die Lernenden Satellitenbilder, um die Auswirkungen von Waldbränden in Griechenland zu erfassen. Dabei setzen sie sich mit den Ursachen und Folgen von Eingriffen in geoökologische Kreisläufe auseinander und werden in die Methoden der Fernerkundung eingeführt. Ein interaktives Modul vereinfacht und veranschaulicht das Lernen. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Waldbrände kommen in vielen Regionen der Welt als natürlicher Teil eines Kreislaufes vor, durch den die Voraussetzungen für die Nährstoffversorgung der folgenden Baumgenerationen geschaffen werden. Ihre Auswirkungen können jedoch auch verheerend sein. Anhand von Satellitenbildern können die Schülerinnen und Schüler mithilfe eines interaktiven Computer-Moduls die Folgen nachvollziehen und sichtbar machen. Materialien und Anwendungen stammen aus dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn. FIS beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Die Unterrichtseinheit gibt es mit einem eigenen Computermodul auch für den Biologieunterricht: Feuerspuren im Satellitenbild - Dynamik von Ökosystemen .Die vorliegende Unterrichtseinheit hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern den Themenkomplex "Ursachen und Folgen von Eingriffen in geoökologische Kreisläufe" näherzubringen und sie in die Lage zu versetzen, Zusammenhänge zwischen elektromagnetischem Spektrum, der Aufnahme und Entstehung von Satellitenbildern und der Erfassung von Veränderungen innerhalb von Landschaften aufzuzeigen und zu verstehen. Anhand von zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Satellitenbildern können die Jugendlichen Veränderungen der entsprechenden Region in Griechenland feststellen. Dabei lernen sie, wie die Pflanzen das Licht für die Photosynthese verwenden und welche Wellenlängenbereiche von Pflanzen reflektiert werden. Als wissenschaftliche Grundlage dient dabei die Einführung in die Methodik der Fernerkundung, mithilfe derer die Jugendlichen durch Vegetationsindizes und Veränderungsanalysen eigenständige Bewertungen vornehmen können. Aufbau des Computermoduls Interaktive Aufgaben führen die Lernenden durch verschiedene thematische Bereiche, Quizfragen dienen zur Sicherung der Ergebnisse. Inhalte des Computermoduls Die Lernenden analysieren anhand von Satellitenbildern die Situation einer Region vor und nach den Waldbränden. Die Schülerinnen und Schüler lernen Ursachen und Hintergründe von Waldbränden kennen. können Satellitenbilder interpretieren und zur Analyse von Stabilität und Dynamik von Landschaften nutzen. können das elektromagnetische Spektrum und unterschiedliche Wellenlängenbereiche beschreiben. können Reflexionseigenschaften von Pflanzen vergleichen und zuordnen. können NDVI-Zeitreihen zur Beurteilung der Dynamik und Stabilität ausgewählter Regionen anwenden. Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik "Eingriffe in Landschaften" durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus sind die durchgeführten Analysen und Manipulationen des Satellitenbildes nur mithilfe des Rechners umsetzbar. Dieser Umstand bringt den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer ergänzend zu seiner Freizeit-Relevanz als reines Informations- und Unterhaltungsgerät auch als unterrichtlich nutzbares Werkzeug näher. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Das Computermodul - drei Teilbereiche Das Computermodul "Feuerspuren im Satellitenbild - Eingriffe in Landschaften" gliedert sich in zwei inhaltliche Bereiche: die Einführung in das Thema und den Hauptteil der Bildberechnung. Darüber hinaus wird das Modul durch einen dritten zusätzlichen Bereich ergänzt, in dem durch Videos und Tutorials der Umgang mit dem Modul vorgestellt wird. Die aktivierten Bereiche werden auf der linken Leiste des Programmfensters eingeblendet. Während der erste Teil einen ersten Einblick in die Thematik der Waldbrände liefert und eine übergeordnete Aufgabestellung benennt, setzt sich der Hauptteil aus verschiedenen Untersequenzen zusammen, in denen jeweils Aufgabenteile mit Fragestellungen sowie Info-Boxen mit Hintergrundinformationen enthalten sind. Den Abschluss der jeweiligen Untersequenzen bildet ein Quiz. Der erste Teil des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Schreibtisch zu sehen, auf dem verschiedene Dokumente liegen (siehe Abbildung 1, zur Vergrößerung bitte anklicken). Die Schülerinnen und Schüler sollen sich nun nacheinander mit den drei dargestellten Dokumenten beschäftigen: einem Zeitungsartikel zu den Waldbränden in Griechenland 2007, Bildmaterial sowie der übergeordneten Aufgabestellung, die als Auftrag der EU-Kommission gestaltet ist. Durch Anklicken werden die jeweiligen Dokumente vergrößert. Nach der Bearbeitung der drei Materialien können die Jugendlichen durch Anklicken der virtuellen Computermaus in den Hauptteil des Moduls übergehen. Bildrechner Der Hauptteil ist in vier Unterbereiche unterteilt. Der erste Teil beginnt mit einem kurzen Video über den Umgang mit dem Modul. Nun können die Lernenden ein Satellitenbild im roten und infraroten Kanal, eine Satellitenkarte sowie eine Nutzungskarte laden und sich die unterschiedlichen Pixelwerte im Bild anzeigen lassen. In der dazugehörigen Info-Box (siehe Abbildung 2) wird ihnen einführendes Wissen zur Satellitenfernerkundung vermittelt. Nachdem sie das Quiz erfolgreich bearbeitet haben, gelangen die Lernenden in einen weiterführenden Bereich des Hauptteils. Vegetationsindex NDVI Wieder werden die Schülerinnen und Schüler durch ein kleines Video in die Vorgehensweise eingewiesen. Hier können sie zwei Satellitenbilder, eins vor den Waldbränden mit einem nach den Waldbränden vergleichen und für den jeweiligen Zeitpunkt ein Bild des Vegetationsindex "NDVI" (Normalized Difference Vegetation Index) berechnen. In der dazugehörigen Info-Box finden sie das dazu notwendige Wissen einfach und anschaulich erklärt. Auch dieser Teil schließt mit einem Quiz ab und leitet in den dritten Teil weiter. Change Detection Der dritte Teil unterscheidet sich optisch nicht vom zweiten, allerdings variieren Aufgabenstellung und Info-Box, indem sie vor allem die Berechnung des Unterschiedes (change detection) der beiden Bilder in den Vordergrund stellen. Die Lösung der Aufgaben und das Bestehen des Quiz leiten in den letzten Teil über. Zeitreihenanalyse Dem letzten Teil des Moduls wird erneut ein Video-Tutorial vorangestellt. In diesem Teil liegt der Fokus auf der Zeitreihenanalyse, mithilfe derer die Lernenden nicht nur zwei Zeitpunkte miteinander vergleichen können, sondern Bilder zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten. Dies ermöglicht ihnen eine umfassendere Analyse in Bezug auf die Feuerkatastrophe, aber auch zu jahreszeitlichen Schwankungen des Ökosystems. Ein abschließendes Quiz beendet das Modul mit einer Schlussnotiz. Im Video- und Tutorial-Teil können sich die Schülerinnen und Schüler zur Vorbereitung kurze Videos anschauen, um in ihrem Umgang mit dem Modul sicher zu werden. Dieser Bereich wird über den Button "T" in der linken Menüleiste angewählt. Mit jedem erfolgreich gelösten Arbeitsbereich wird ein weiteres Tutorial sichtbar, das von nun an jederzeit erneut angesehen werden kann. Die verschiedenen Tutorials lassen sich wie Karteikartenreiter am oberen Bildschirmrand anklicken (siehe Abbildung 3). Navigation im Modul Das Computermodul erlaubt auch, zwischen den zwei Hauptbereichen (Einführung und Bildrechner) zu springen. Zu Beginn ist die grüne Navigationsleiste am linken Rand noch leer. Erst nach Lesen der ersten Materialien wird das Icon für den jeweiligen Bereich sichtbar, so dass man später über die Navigationsleiste wieder dorthin zurück gelangen kann. Der Ablauf der Unterrichtsstunden wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams können sich die Schülerinnen und Schüler die zwei Teilbereiche in drei Schulstunden erarbeiten. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz. Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. Stunde 1: Einführung - Waldbrände und Satellitenfernerkundung In der ersten Stunde führt das Computermodul mit zwei Dokumenten zu Waldbränden sowie der übergeordnete Aufgabenstellung in die Thematik ein. Die Lernenden erhalten dort erstes Hintergrundwissen zu Waldbränden Griechenland. Erst nach dem Lesen der Dokumente wird in den anschließenden Hauptteil weitergeleitet. Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es, die Entwicklung und die Regeneration der verbrannten Flächen nachzuvollziehen und zu analysieren. Darüber hinaus beschäftigen sich die Lernenden zu Beginn des Hauptteils mit den Grundlagen der Satellitenfernerkundung und analysieren erste Grauwert-Bilder. Zur Überprüfung und Festigung des Gelernten ist ein Quiz integriert, das man über einen Button unten rechts im Bild erreicht. Es leitet gleichzeitig zum nächsten Modulteil über. Stunde 2 und 3: Bildrechner Veränderungsanalyse Thema der zweiten Stunde ist der Vergleich von zwei Satellitenbildern aufgrund unterschiedlicher Vitalitätszustände der Pflanzen. Das Computermodul erlaubt, die Situation in einer Region vor und nach Waldbränden gegenüberzustellen. Mithilfe eines Rechners auf der rechten Seite kann der Vegetationsindex errechnet und analysiert werden. Die Info-Box bietet den Schülerinnen und Schülern einen vertieften Einblick in die Arbeitsweisen der Satellitenfernerkundung mit Vegetationsindizes. Auch hier schließt ein Quiz den zweiten Modulteil ab und leitet in den dritten Teil über. Hier wird nun das erworbene Wissen der ersten Teile zusammengefügt und in Form der computergestützten Veränderungsanalyse (change detection) durchgeführt. Die Jugendlichen vergleichen die Satellitenbilder nicht mehr nur visuell, sondern analysieren diese mithilfe des errechneten Bildes. Zeitreihenanalyse Die dritte Stunde geht noch einen Schritt weiter und lässt die Schülerinnen und Schüler nicht mehr nur zwei Bilder miteinander vergleichen, sondern eine Sequenz mehrerer zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommener Bilder (Abbildung 4, bitte anklicken). Je nachdem, wo der Mauszeiger auf der Karte positioniert wird, ändert sich der Kurvenverlauf in der Grafik am rechten Bildschirmrand. Neben durch Katastrophen verursachte Veränderungen können auch natürliche saisonal bedingte Schwankungen erfasst und analysiert werden. Ein abschließendes Quiz rundet das Modul inhaltlich ab.

In dieser Unterrichtseinheit zu linearen Funktionen setzen sich die Lernenden mit dem mathematischen Funktionsbegriff auseinander und wenden ihn in einer anschaulichen Fragestellung aus der Fernerkundung an. Dabei erarbeiten sie Möglichkeiten zur Korrektur verzerrter Scannerbilder mithilfe einer linearen Funktion. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Zentrales Element dieser Lerneinheit zu linearen Funktionen ist das Beispiel eines Flugzeugs, das für Scanneraufnahmen über eine Landschaft fliegt und durch eine Windböe vom geraden Kurs abkommt. Die dadurch auf dem Scannerbild entstandene Verzerrung können die Schülerinnen und Schüler durch eine Funktion korrigieren. Zusätzlich zum Verständnis der mathematischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Das Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FIS) des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht.Ziel der Unterrichtseinheit ist es, Aufgaben und die Mechanismen einfacher linearer Funktionen zu verstehen. Durch die praktische Anwendung sollen mögliche Verständnisbarrieren frühzeitig überwunden werden und den Lernenden ein klarer Bezug der mathematischen Inhalte zu realen Situationen aufgezeigt werden, in diesem Fall zur rechnerischen Entzerrung von Scannerbildern. Schülerinnen und Schüler sollen mithilfe des Moduls das Verständnis für den Sinn und die Charakteristik von einfachen Funktionen festigen, bevor es lehrplangemäß zur Vertiefung dieser Thematik kommt. Es ist jedoch denkbar, Themen wie den Aufbau einer Funktionsgleichung oder die Herleitung einer Funktionsgleichung aus zwei Punkten eines Graphen an das Modul anzulehnen und sich im regulären Unterricht sukzessive die Werkzeuge zur Lösung des Moduls zu erarbeiten. Die mathematische Auseinandersetzung mit dem Funktionsbegriff ist zentrale Aufgabe des Moduls. Zusätzlich lernen die Schülerinnen und Schüler Aspekte der Fernerkundung kennen. Einführung in das Computermodul Das interaktive Modul "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" gliedert sich in ein Startmenü, eine Einleitung und den in drei Bereiche unterteilten Aufgabenteil. Aufgabenteil im Computermodul Hier wird der Aufgabenteil mit den drei Bereichen Analyse, Funktion und Entzerrung des interaktiven Moduls "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" genauer beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler können die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen. stellen einen klaren Bezug zwischen den mathematischen Inhalten und der realen Situation her. kennen die Struktur eines digitalen Bildes und können sie auf die Problemstellung übertragen. formulieren die Anforderung an eine Funktion, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. verstehen den Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes. Nach der Weiterleitung in diesen Bereich sind in der linken Navigationsleiste drei Felder zu erkennen, über welche die Bereiche 1, 2 und 3 frei anwählbar sind. Im Aufgabenteil sollen die Schülerinnen und Schüler den Kern des Problems der Driftverzerrung erfassen und können nun interaktiv arbeiten. Bereich 1: Analyse Hier stehen den Lernenden zwei Bilder zur Verfügung. Ein unverzerrtes Vergleichsbild und das verzerrte Bild, welches im Laufe der Vorgeschichte entstanden ist. Aufgabe ist es die Unterschiede in den Bildern genau zu definieren. Dabei hilft ihnen ein Tool, mit dessen Hilfe sie in beiden Bildern einen Bildausschnitt vergrößern können. Der Button "Aufgaben" öffnet ein Feld mit den drei innerhalb dieses Bereichs zu lösenden Aufgabenstellungen. Im linken Bereich ist ein Schema abgebildet, welches alle für die Lösung der Aufgaben relevanten Angaben enthält (Abbildung 3, bitte auf den Platzhalter klicken). Ziel ist es, eine Aussage über die Anzahl der Bildspalten treffen zu können, um die die erste und die letzte Bildzeile im verzerrten Bild versetzt sind. Dazu muss der Betrag in Meter, um den das Flugzeug am Ende der Aufnahme abgewichen ist, in Pixel umgerechnet werden. Der Betrag in Bildspalten y, um den die erste, also oberste Bildzeile x versetzt ist, wird als Punkt A in das Graphenmodul auf der rechten Seite eingegeben. Punkt B setzt sich aus dem Versatz der letzten, also untersten, Bildzeile x2 um die Anzahl der Bildspalten y2 zusammen. Bei den Berechnungen wird eine Genauigkeit von zwei Nachkommastellen als ausreichend betrachtet. Dieser Bereich dient der Überprüfung der aufgestellten Funktion. Sie kann unten links in die Felder eingetragen werden. Der Button "Bild entzerren" versetzt die Bildzeilen des verzerrten Bildes entsprechend der eingegebenen Funktion. Die richtige Funktionsgleichung führt auch zum richtigen Ergebnis. Zur Überprüfung ist links noch einmal das verzerrte Bild dargestellt. Der Button mit den entgegengesetzten Pfeilen bietet die Möglichkeit, das unverzerrte Kontrollbild einzublenden. In diesem Bereich kann zum besseren Verständnis der Vorgänge auch experimentiert werden. Grundsätzlich führt eine erhöhte Steigung des durch die Funktionsgleichung beschriebenen Graphen zu einer stärkeren Verzerrung. Der y-Achsenabschnitt beschreibt einen Versatz des Bildes in positive oder negative Richtung. Das Programm beachtet dabei nur diskrete Werte. Kommastellen werden gerundet. So findet die Verschiebung nur in ganzen Pixelwerten statt. Stunde 1 Stundenziel: Der fernerkundliche Hintergrund soll verstanden werden und die Überleitung zur mathematischen Fragestellung durchgeführt werden. Feinziele (FZ): FZ 1: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Entstehung von Scannerbildern nachvollziehen können. FZ 2: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Struktur eines digitalen Bildes kennen und auf die Problemstellung übertragen können. FZ 3: Die Schülerinnen und Schüler sollen die Anforderung an eine Funktion formulieren, welche für die Lösung der Problemstellung notwendig ist. Phase Inhalt Sozial- / Aktionsform Medien / Dateien Einführung Erläuterungen zur Fernerkundung; Abbildungen zur Entstehung von Scannerbildern; Verdeutlichung über den Startbildschirm des Computermoduls Unterrichtsgespräch Folien 1 und 2; Computer und Beamer; Startbildschirm des Computermoduls Problematisierung Einführung der Problemstellung Gruppenarbeit Computer, Punkt "Einführung" im Computermodul Erarbeitung Schülerinnen und Schüler verdeutlichen sich die Verzerrung anhand der Aufgabenstellungen im Bereich "Analyse". Gruppenarbeit Computer, Punkt "Analyse" im Computermodul Bündelung Zusammenfassen der Erkenntnisse Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Analyse" im Computermodul Stunde 2 Stundenziel: Eine lineare Funktion soll aufgestellt werden, mit deren Hilfe das verzerrte Bild entzerrt werden kann. Feinziele (FZ): FZ 1: Die Schülerinnen und Schüler sollen denn Sinn und die Arbeitsweise von Funktionen anhand des zu entzerrenden Bildes verstehen. Phase Inhalt Sozial- / Aktionsform Medien / Dateien Einführung Wiederholung der am Ende der letzten Stunde formulierten Anforderung an die Funktion Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Analyse" im Computermodul Problematisierung 1. Es ist noch nicht bekannt, um wie viele Pixel die Bildreihen maximal verschoben sind. 2. Die Funktion selber ist noch nicht bekannt. 3. Die Funktion muss auf das Bild angewendet werden. Gruppenarbeit Computer, Punkt "Funktion" im Computermodul Erarbeitung Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich anhand der Aufgabenstellungen im Bereich "Funktion" die Funktion und testen sie im Bereich "Entzerrung". Gruppenarbeit Computer, Punkte "Funktion" und "Entzerrung" im Computermodul Bündelung Zusammenfassen der Erkenntnisse, auch durch die Möglichkeit mithilfe beliebiger Funktionen das Bild zu verzerren Unterrichtsgespräch Computer und Beamer, Punkt "Entzerrung" im Computermodul Um den Kern der Problematik im Modul erfassen zu können, ist eine kurze Erklärung notwendig, denn die hier behandelte Verzerrung ist nur charakteristisch für Scannerbilder. Die Beispiele aus den Hintergrundinformationen und vor allem die interaktive Animation am Anfang des Moduls sollen hier behilflich sein. Folie 1 zeigt klar den Unterschied zwischen einem normalen Luftbild und einem Scannerbild auf. Um zu verdeutlichen, wo die Vorteile eines Scannerbildes liegen, kann Folie 2 gezeigt werden. Die Unterrichtseinheit "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Darüber hinaus ist die durchgeführte Bildkorrektur nur mithilfe eines Rechners durchführbar. Ein Umstand, der den Schülerinnen und Schülern das Medium Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher bringt. Das Modul ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Es wird durch Ausführen der Datei "FIS_Pixel auf Abwegen.exe" gestartet. Dazu ist ein Adobe Flash Player notwendig. Der erste Bereich des Computermoduls "Lineare Funktionen: Pixel auf Abwegen" wird nach dem Start automatisch geladen. Die Animation verdeutlicht die Arbeitsweise eines flugzeuggestützten Scanners. Das Flugzeug scannt dabei eine Landoberfläche ab, gleichzeitig wird auf der rechten Seite der gescannte Bildbereich Reihe für Reihe, der aktuellen Flugzeugposition entsprechend, aufgebaut. Abbildung 1 verdeutlicht dies (Platzhalter bitte anklicken). Die mittig angeordneten Pfeile dienen der Beeinflussung des Flugverhaltens. Das gescannte Bild reagiert dabei auf die ausgelösten Manöver und die entstandene Verzerrung wird angezeigt. Wird eine Seitwärtsbewegung ausgelöst, erscheint ein Button. Ein Klick auf den Button "Driftverzerrung bearbeiten" leitet über zum nächsten Menüpunkt. Zur Anpassung der Animation an geringere Rechnerleistung kann die Qualität mithilfe des Buttons im oberen linken Fensterbereich angepasst werden. Der zweite Bereich bietet eine animierte Einführung, in der ein Flugzeug über eine Landschaft fliegt. Abbildung 2 gibt einen Eindruck dieser Animation (bitte auf den Platzhalter klicken). Eine semi-fiktionale Geschichte erzählt kurz, wie es zur Situation der Driftverzerrung gekommen ist, die es auf mathematischem Weg zu lösen gilt. Die "Weiter"-und "Zurück"-Buttons navigieren durch die beiden Abschnitte dieses Bereichs und leiten zum dritten Bereich, dem Aufgabenteil, weiter.

Nach einer Internetrecherche zu verschiedenen Treibstoffen sollen die Schülerinnen und Schüler eine Vision zum Thema "Tankstelle der Zukunft" entwerfen. Die Ergebnissicherung erfolgt sowohl in Plakatform als auch in Form eines Flyers, in dem die Lernenden ihre Visionen vorstellen. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich in dem hier vorgestellten WebQuest zunächst in Kleingruppen theoretisch mit den Eigenschaften verschiedener Treibstoffe auseinander. Sie sollen sich über Vor- und Nachteile informieren und herausfinden, welche Konsequenzen der Einsatz der Treibstoffe für die Umwelt haben kann. Innerhalb der Gruppen sollen die Lernenden im Anschluss begründet überlegen, welcher Treibstoff ihrer Meinung nach am besten für eine bevorzugte Nutzung geeignet ist. Ihre Wahl sollen sie in Form einer eigenen Vision von der "Tankstelle der Zukunft" mithilfe eines Plakats vorstellen. Der Auftrag ist so offen gestellt, dass die Schülerinnen und Schüler sich eine eigene Meinung zu der Thematik bilden können. Die Lehrperson bietet lediglich Hilfestellungen und gibt Anregungen, mischt sich aber nicht in die eigentliche Diskussion ein. Durch die Übertragung der fachchemischen Behandlung von Treibstoffen auf einen schülernahen Alltagsbezug wird die lebensnahe Relevanz des Themas verdeutlicht und eine Diskussion zur aktuellen Entwicklung von Treibstoffen angeregt. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Internetrecherche, die Arbeit in Kleingruppen, die Entwicklung und Präsentation eines Plakats sowie die Hausaufgabe zur Erstellung eines Flyers werden hier kurz skizziert. Algensprit aus der Retorte Als Alternative zu höheren Pflanzen bieten sich Algen aus Aquakulturen zur Erzeugung von (nicht nur) Biosprit an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen sich mit dem Basiskonzept Energie am Beispiel der Verbrennung von Treibstoffen unter Nutzung der Verbrennungsenergie auseinandersetzen. wirtschaftliche Aspekte der Treibstoffnutzung hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit bewerten. die gesellschaftliche Relevanz von Treibstoffen erkennen. sich kritisch mit verschiedenen Energieträgern auseinandersetzen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen den Computer gezielt zur Informationsbeschaffung verwenden, indem sie wichtige Inhalte aus Online-Dokumenten erarbeiten und diese auf ihre Aufgabenstellung beziehen. Darstellungen in den Medien kritisch hinterfragen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen Vor- und Nachteile der Nutzung unterschiedlicher Treibstoffe arbeitsteilig recherchieren und die anderen Gruppenmitglieder über ihre Rechercheergebnisse informieren. auf Basis der Recherchen die Vor- und Nachteile verschiedener Treibstoffe in Kleingruppen vergleichend diskutieren. zu ihren Diskussionsergebnissen gemeinsam ein Plakat entwerfen und präsentieren. die Vorstellungen und Ideen der anderen Gruppen aufmerksam verfolgen und miteinander vergleichen. Thema WebQuest "Tankstelle der Zukunft" Autorinnen Julia Elsen, Prof. Dr. Julia Michaelis Fach Chemie Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 6 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetanschluss pro Arbeitsgruppe (4 Personen) Prof. Dr. Julia Michaelis von der Didaktik der Chemie der Universität Oldenburg betreute Julia Elsen bei der Bachelorarbeit "Warum WebQuest? - Erstellung von WebQuest-Materialien mit unterschiedlichen Kompetenzschwerpunkten". Gesellschaftliche und ökologische Fragen Der WebQuest thematisiert die Nutzung der Treibstoffe Benzin, Wasserstoff, Biodiesel und Autogas im Rahmen des Chemieunterrichts in der Oberstufe. Neben den fachlichen Grundlagen organischer und alternativer Treibstoffe bietet sich bei diesem Thema auch die bewertende Betrachtung der Auswahl und Nutzung einzelner Treibstoffe an, um damit die Gegenwarts- und Zukunftsbedeutung des Themas vor dem Hintergrund gesellschaftlicher und ökologischer Fragestellungen zu reflektieren. Alltagsbezug für "werdende Autofahrerinnen und -fahrer" Da der WebQuest für die Oberstufe konzipiert wurde, wird hier eine Zielgruppe angesprochen, die gerade die Fahrschule besucht oder bald besuchen wird. Die meisten Schülerinnen und Schüler in diesem Alter träumen von einem eigenen Auto und sind sich im Klaren, dass hiermit Kosten auf sie zukommen. Dabei sind sie abhängig von den Entwicklungen am Treibstoffmarkt. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich in dem WebQuest in Kleingruppen mit fossilen und alternativen Brennstoffen auseinander. Dabei soll jedes Gruppenmitglied zu einem anderen Energieträger recherchieren und die Resultate der Gruppe vorstellen. Eine tabellarische Übersicht der Ergebnisse, die folgende Punkte berücksichtigt, wird dabei fixiert: Chemische Zusammensetzung Darstellung/Gewinnung Vor- und Nachteile der Verwendung (Kosten, Konsequenzen für die Umwelt) Diskussion und Entwicklung eines Plakats Auf Basis der Einzelrecherchen sind die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, die Teilergebnisse vergleichend zu diskutieren und die Zukunftsbedeutung der einzelnen Treibstoffe gegeneinander abzuwägen. Ihre Diskussionsergebnisse sollen sie nutzen, um die Vorstellung einer "Tankstelle der Zukunft" zu entwerfen. Im Rahmen der Gruppenarbeit ist ein Plakat über diese Zukunftsvision anzufertigen. Die von dem Kurs angefertigten Plakate werden im Anschluss an die Gruppenarbeiten den Mitschülerinnen und Mitschülern präsentiert und im Plenum diskutiert. Wer ist aus welchen Gründen zu welchem Ergebnis gekommen? Welche Lösung erscheint besonders schlüssig? Entwicklung eines Flyers in Einzelarbeit Als Hausaufgabe sollen die Jugendlichen einen Flyer zur "Tankstelle der Zukunft" erstellen. Dies fordert von jeder Schülerin und jedem Schüler die Reflektion der Ergebnisse der Plenumsdiskussion und der Gruppenvorstellungen, um sich abschließend eine eigene Meinung bilden und eine persönliche Zukunftsvision entwickeln zu können. Durch diese Aufgabe werden die Jugendlichen auch aufgefordert, sich erneut mit allen Treibstoffen auseinandersetzen, da sie sich während der Internetrecherche ja nur mit einem Treibstoff intensiv beschäftigt haben. Bildung der eigenen Meinung Die Möglichkeit zur eigenen Meinungsbildung wird im Rahmen von Gruppenarbeiten meist nicht ausgeschöpft. Den Schülerinnen und Schülern muss bei Vergabe der Hausaufgabe klar verdeutlicht werden, dass es keine reine Wiederholungsarbeit ist, sondern dass sie ihre eigenen Gedanken einbringen sollen. Gerade durch eine solche Arbeit wird der Kompetenzbereich "Bewerten" gefördert. Exkursionen - Unterrichtsbesuche - Informationen aus erster Hand Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bietet im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2010 eine Webseite an, die Schulen und Wissenschaft unmittelbar zusammenbringen soll. Dort können Sie Kontakt zu Personen aus der Forschung aufnehmen, um sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern an ihren Forschungseinrichtungen zu besuchen, in Ihren Unterricht einzuladen oder einfach zu ihrem Forschungsgebiet "auszufragen". Ihre Ansprechpartnerin zum Thema Algenbiotechnologie Prof. Dr. Carola Griehl ist Themenbotschafterin des Wissenschaftsjahres 2010 - Die Zukunft der Energie und Vizepräsidentin sowie "Algenforscherin" an der Hochschule Anhalt in Köthen. Sie forscht mit ihrer Arbeitsgruppe an der Entwicklung von Biodiesel aus Mikroalgen und aus Algen gewonnenen Medikamenten. Prof. Dr. Carola Griehl Auf der Webseite der Forschungsbörse zum Wissenschaftsjahr 2010 finden Sie ein Portrait von Prof. Dr. Carola Griehl und einen Link für die Kontaktaufnahme. Algen lösen Getreide als Rohstoffquelle ab Bislang wurden Biokraftstoffe vorwiegend aus Getreide hergestellt. Für die Erzeugung sind jedoch erhebliche Mengen an Ackerland, Wasser und Energie nötig, weshalb sich die alternativen Kraftstoffe bislang noch nicht durchsetzen konnten. Algen werden in offenen Aquakulturen oder in geschlossenen Photobioreaktoren gezüchtet, verbrauchen also keine Agrarfläche, zeichnen sich durch schnelles Wachstum und die Bindung des Emissionsgases Kohlenstoffdioxid per Fotosynthese aus. Bei der Vergärung erzeugtes Methan liefert Strom Die Arbeitsgruppe von Frau Prof. Griehl an der Hochschule Anhalt hat ein viel versprechendes Kreislaufsystem entwickelt, um das Potenzial der Algen noch besser auszuschöpfen: In einem Algenreaktor vergären die Algen. Das dabei entstehende Biogas besteht zu zwei Dritteln aus dem energiereichen Methan, das zur Stromerzeugung verbrannt wird. Ein Drittel des entstehenden Gases ist das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid, das für die Produktion von Strom nicht zu gebrauchen ist. Kohlenstoffdioxid ermöglicht das Wachstum der nächsten Algengenerationen Die Anhalter Arbeitsgruppe leitet - ganz nach dem Motto "Die Guten ins Töpfchen, die Schlechten ins Kröpfchen" - das anfallende Kohlenstoffdioxid in ein Brutbehältnis für neue Algen um. Diese verwerten das klimaschädliche Gas für ihr Wachstum, indem sie es durch Fotosynthese in Biomasse umwandeln. Die neu entstandene Biomasse wird wieder in den ersten Reaktor gefüllt, um dort zu Biogas zu vergären. Mit Essensabfällen aus der Mensa reichert Prof. Griehl die Algenreste in dem Reaktor an: "Das ergibt eine gute Ausbeute." Jedenfalls im Labor. Treibstoff, Futter- und Nahrungsergänzungsmittel Aus der entstehenden Biomasse werden Öle für Biodiesel, Tierfutter und Nahrungsergänzungsmittel gewonnen. Der Bau einer Pilotanlage zur Optimierung der gesamten Prozesskette - von der Algenproduktion bis zum Endprodukt - ist in Planung. Auch die Luftfahrtindustrie hat bereits ihr Interesse an dem potenziellen Algentreibstoff signalisiert. Bevor diese Art von Treibstoff preislich mit Kerosin konkurrieren kann, ist allerdings noch viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit nötig. Wirkstoffe gegen Alzheimer, Schnupfen- und Grippeinfektionen Es gibt noch zusätzliche medizinische Anwendungsbereiche der Algenbiotechnologie, an denen geforscht wird. So fungieren die Algen auch als Antioxidantien für Medikamente. Forschungsarbeiten der Anhalter Arbeitsgruppe zeigen die Vielfalt der Möglichkeiten, die das "grüne Gold" bietet: So konnte aus den Organismen ein potenzieller Wirkstoff gegen die Alzheimer-Krankheit extrahiert werden. Diese Substanz soll die Alzheimer-Plaques auflösen. Auch andere Krankheiten können - laut dem Pharmaunternehmen Marinomed - mithilfe von Algenwirkstoffen bekämpft werden. Auf der Suche nach Wirkstoffen, die besonders effektiv vor Schnupfen- und Grippeviren schützen, stießen die Marinomed-Gründer Eva Prieschl-Grassauer und Andreas Grassauer auf die Carragelose, eine Substanz, die in Rotalgen vorkommt. Wird sie auf die Nasenschleimhäute gesprüht, kann sie dort sehr effektiv Viren abfangen, bevor sie in den Körper eindringen. Kostensenkung durch Kreisläufe und clevere Erntemethoden Die Kreislaufsysteme der Arbeitsgruppe von Frau Prof. Griehl könnten die Kosten für die "Marinen Arzneien" senken. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Technologiekonzern Siemens entwickeln gerade eine Methode, die die Algenproduktion noch günstiger machen könnte: Sie wollen bei der Ernte Kosten einsparen. Die Trennung der Algen vom Medium verbraucht sehr viel Wasser und Strom. Durch einen Trick kann dies auch effizienter und kostengünstiger umgesetzt werden: Magneten in den Algenbehältern sorgen dafür, dass die Algen zum Magneten wandern und in einem Verbund an der Glaswand "kleben" bleiben. Magnetische Algen? Nicht ganz: Es werden zuvor winzige Eisenteilchen ins Wasser gemischt. Da Algen nicht wählerisch sind und sich auf jeder Fläche ansiedeln, die sich ihnen bietet, nehmen sie die Eisenteilchen sofort in Beschlag. Der Magnet zieht das Metall an und mit ihm die Algen. Wie viel Einsparung letztendlich durch diese Technik zu erwarten ist, ist noch nicht vorhersehbar.