Was ist der Ursprung jeder Luftbewegung und wie lässt er sich in Zahlen erfassen? Welche physikalischen Größen werden dabei verwendet? Diese Fragen beantwortet ein interaktives Lernmodul zu den Begriffen Druckgradient, Gradientkraft und Gradientbeschleunigung.Bei der in dieser Unterrichtseinheit verwendeten Flash-Animation zur horizontalen Luftbewegung und einer darauf aufbauenden Beispielrechnung lautet die zentrale Fragestellung "Wie schnell ist ein Luftpaket nach drei Stunden?". Die Schülerinnen und Schüler erfahren, welche Faktoren dabei berücksichtigt werden müssen. Sie lernen der Reihe nach die Begriffe Druckgradient, Gradientkraft und Gradientbeschleunigung sowie deren Bedeutung für die horizontale Luftbewegung kennen. Die verwendete Animation ist Bestandteil des WEBGEO-Lernangebotes. WEBGEO ist ein Projekt von acht Hochschulen und wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Zukunftsinvestitionsprogramms ?Neue Medien in der Bildung? gefördert. WEBGEO richtet sich in erster Linie an Studierende der Geo- und Umweltwissenschaften, kann aber auch zur Lehrerfortbildung sowie im Unterricht der Oberstufe eingesetzt werden. Mehrwert und fächerübergreifende Einsatzmöglichkeiten Schülerinnen und Schüler werden durch die Möglichkeit individueller Beispielrechnungen und direkter Lernkontrollen motiviert. Die Animation eignet sich auch für einen fächerübergreifenden Einsatz (Geographie und Physik). Die Schülerinnen und Schüler sollen lernen, welche physikalischen Größen eine horizontale Luftbewegung bestimmen. ihr Wissen anwenden und anhand einer Beispielrechnung überprüfen. die Größenordnungen von Luftdruck und Windgeschwindigkeit einschätzen können. Thema Druckgradient - Gradientkraft - Gradientbeschleunigung Autor Philipp Wetzel Fächer Geographie (Physik) Zielgruppe Sekundarstufe II Zeitraum 1 Stunde Technische Voraussetzungen Computer in ausreichender Anzahl (Einzel- oder Partnerarbeit), Webbrowser, Macromedia Flash-Plugin (Version 6 oder höher), Beamer Das Lernmodul kann von den Schülerinnen und Schülern im Unterricht in Einzel- oder Partnerarbeit oder bei Hausaufgaben zur Vertiefung eingesetzt werden. Sie können dabei ihr Verständnis mithilfe der Beispielrechungen und Lösungen überprüfen. Zur Vor- oder Nachbereitung der Gruppenarbeit oder der Hausaufgaben empfiehlt es sich, einzelne Seiten des Lernmoduls (zum Beispiel die Simulation) per Beamer im Plenum zu besprechen. Im Vergleich zu klassischen Medien bietet das Modul folgenden Mehrwert: Motivation durch Interaktion mit dem Lernmodul (Simulation der Luftbewegung) Veranschaulichung der Begriffe durch Simulation und animierte Grafiken direkte Lernkontrolle und Motivation durch individuelle Beispielrechnungen (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) mit Lösungen Die hier vorgestellte Animation ist auch für eine fächerübergreifende Zusammenarbeit von Geographie (Klimatologie) und Physik (beschleunigte Bewegung) geeignet. In Kombination mit den WEBGEO-Modulen zur Corioliskraft vermittelt das Modul "Druckgradient - Gradientkraft - Gradientbeschleunigung" die Grundlagen zum Verständnis der Planetarischen Zirkulation. Bezugssysteme und die Corioliskraft WEBGEO-Lernmodul (Macromedia Flash-Plugin erforderlich, Version 6 oder höher)

Auf dieser Seite bündeln wir für Sie Lehrvideos für den Geographie-Unterricht in der Sekundarstufe. Die Unterrichtsthemen reichen von der Landwirtschaft Afrikas bis hin zu Grönland als ein Beispiel für die Eiszeit heute.

In dieser Materialsammlung finden Sie Unterrichtsmaterialien für die Vorweihnachtszeit, die Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern im Unterricht der naturwissenschaftlichen Fächer an weiterführenden Schulen der Sekundarstufen I und II einsetzen können - sei es in Astronomie, Biologie, Chemie, Geographie, Informatik, Mathematik oder Physik.Stöbern Sie durch unsere Materialsammlung für die Vorweihnachtszeit, in der wir Stundenentwürfe, Arbeitsblätter, interaktive Übungen, Unterrichtsprojekte, digitale Lernumgebungen, Linksammlungen und vieles mehr zum Thema Advent und Weihnachten für Sie zusammengestellt haben. Wir wünschen Ihnen und Ihren Lerngruppen viel Spaß damit und eine schöne Weihnachtszeit! :-)

Die Unterrichtseinheit "South Africa" ist als Einstieg in die Landeskunde konzipiert, wobei die Schülerinnen und Schüler mehr über die Sprache, das Land und die Besonderheiten von Südafrika erfahren. Es geht in der Einheit um eine Erstbegegnung, wie sie auch ein Tourist in Südafrika hätte. Die Unterrichtseinheit beinhaltet die Fertigkeiten viewing/listening, mediation, speaking und Internet Research. Südafrika ist ein Land voller Gegensätze und unglaublicher Schönheit. Denkt man an Südafrika, so kommen schnell Begriffe wie Safari, Nationalparks, Johannesburg, Nelson Mandela und Fußballweltmeisterschaft , aber auch Kriminalität und Rassenunruhen auf. Diese Unterrichtseinheit greift zentrale landeskundliche Aspekte auf und animiert zu einer ersten Begegnung mit Sprache, Kultur und Geographie Südafrikas. Die PowerPoint-Präsentation führt mit vielen Bildern und verschiedenen Erarbeitungsaufgaben durch die Kennnlernstunde. Vorwissen Die Schülerinnen und Schüler sollten grundsätzlich wissen, wie man Bilder beschreibt . Die Stunde bietet zwar eine kurze Anleitung, dies ersetzt aber keine Einführungsstunde zum Thema Bildbeschreibung. Um den Videoclip zu verstehen, ist es hilfreich, wenn die Schüler im Umgang mit Videoclips nicht völlig unerfahren sind. Didaktische Analyse Anhand unterschiedlicher Arbeitsmaterialien (Bilder, Videoclip, Texte) und unterschiedlicher Arbeitsformen (Stillarbeit, Paararbeit, Gruppenarbeit) nähern sich die Schülerinnen und Schüler Südafrika an. In einem Einstieg erfahren sie, dass Englisch in Südafrika eine von vielen Amtssprachen ist, aber auch einige sprachliche Besonderheiten hat. Anschließend soll ihnen Südafrika mithilfe von Bildern nähergebracht werden. Anhand von Bildern wird das Thema "Bildbeschreibung" aufgegriffen und gefestigt, beziehungsweise geübt. In Form einer Mediation (Deutsch – Englisch) erarbeiten die Lernenden Grundfakten über Südafrika (Geographie, Land und Leute, Klima). In einem gut siebenminütigen Videoclip erleben die Schülerinnen und Schüler Südafrika hautnah und vertiefen ihr bereits erworbenes Wissen. Die Materialien können als Gesamteinheit in der gegebenen Reihenfolge verwendet werden oder aber auch einzeln herausgegriffen werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen typische Vokabeln des südafrikanischen Englisch kennen. festigen und üben Bildbeschreibungen ( speaking ). lernen das Land Südafrika mittels Hörverständnis und Mediation näher kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem deutschen Text Informationen, organisieren diese, halten sie auf Englisch fest und geben diese schließlich auf Englisch wieder. entnehmen einem Videoclip sowohl allgemeine Informationen als auch Detailwissen. recherchieren die Lage verschiedener südafrikanischer Orte im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben sich zusammen mit einer Partnerin oder einem Partner Bilder. erarbeiten in Kleingruppen ein Thema mit vier Unterthemen und präsentieren dieses vor der Klasse.

In der Unterrichtseinheit "Upcycling mit Plastiktüten und Strohhalmen: Warum fliegt ein Drache?" erarbeiten die Lernenden das physikalische Prinzip "dynamischer Auftrieb" als eine zentrale Größe in der Strömungslehre und reflektieren die Folgen durch Plastikmüll für die Umwelt. Sie bauen pünktlich zum Herbst selbst einen Drachen aus einer Plastiktüte und Plastik-Strohhalmen und nähern sich damit dem Thema Fortbewegung in der Luft. Ein Verbot von Plastiktüten und Plastik-Strohhalmen in Deutschland bis 2021 rückt näher, doch bis alle Produkte durch eine entsprechende EU-Verordnung aus den Regalen verbannt sind, wird es lange dauern. Viele Plastiktüten und Plastik-Strohhalme sind täglich im Umlauf und landen als Wegwerfprodukt nach einmaliger Anwendung in der Mülltonne oder in der Umwelt. Beide Produkte tragen damit erheblich zur Verschmutzung der Meere und zum Klimawandel bei. Um auch den Lernenden dieses Problem bewusst zu machen, gehören die Themen Umweltschutz und Nachhaltigkeit unbedingt auch in den Unterricht. Daher sollen die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit fächerübergreifend in Physik und Geographie auf die ökologisch negativen Wirkungen dieses Plastikmülls aufmerksam gemacht und für die Umwelterziehung sensibilisiert werden: Die Schülerinnen und Schüler bauen angeleitet durch ein Video einen Drachen aus Plastiktüten und Strohhalmen und hinterfragen seine Funktion. Die Kraft des dynamischen Auftriebs als physikalisches Grundprinzip für das natürliche Fliegen beispielsweise von Vögeln wird damit in besonderer Weise schülerorientiert erarbeitet. Das Thema "Upcycling mit Plastiktüten und Strohhalmen: Warum fliegt ein Drache?" im Unterricht Mit diesem Unterrichtsmaterial wird aufgezeigt, wie durch die physikalische Wirkung des dynamischen Auftriebs als Kraft im Bereich Mechanik die Plastik-Produkte in die Umwelt gelangen können. Nicht zuletzt soll dadurch im Unterricht für Alternativen zur Plastiktüte und zum Plastik-Strohhalm im Sinne von Nachhaltigkeit und verantwortungsbewusstem Handeln geworben werden. Das Thema eignet sich damit auch zum Beispiel für den Einsatz Rahmen eines Projektes zum Umweltschutz sowie zur Fortbewegung in Wasser und Luft. Darüber hinaus kann der selbst gebaute Drache insbesondere im Herbst auch vermeintlich leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler zur Mitarbeit motivieren und für Physik oder Geographie begeistern. Je nach Schwerpunktsetzung kann das Material ohne großen Aufwand angepasst und im jeweiligen Fach eingesetzt werden. Didaktisch-methodische Analyse Angeleitet durch ein Video bauen die Lernenden weitgehend selbstständig einen Drachen. Mithilfe von Arbeitsblättern strukturieren sie die wesentlichen Informationen und eignen sich das Wissen über das physikalische Prinzip des dynamischen Auftriebs sowie die Problematik um den Plastikmüll eigenverantwortlich an. Nach dem Prinzip des Kooperativen Lernens Think-Pair-Share sichern sich die Lernenden in der Partnerarbeit zunächst im geschützten Raum ab, bevor sie ihre Ergebnisse im Plenum zur Diskussion stellen und gemeinsam Alternativen zur Verwendung von Einwegprodukten aus Plastik formulieren. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen Plastik-Strohhalme und Plastiktüten als ökologisches Problem. lernen das Prinzip dynamischer Auftrieb als physikalische Erklärung für den Drachenflug kennen. erarbeiten Alternativen zur Verwendung von Einwegprodukten aus Plastik im Sinne der Nachhaltigkeit. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entnehmen einem Video gezielt die wesentlichen Informationen und setzen die Anleitung zum Bau eines Drachen entsprechend um. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert und zielgerichtet mit einer Partnerin oder einem Partner zusammen, nehmen Vorschläge der anderen auf und formulieren gemeinsam Ideen für den Umweltschutz.

In der Unterrichtseinheit "Fridays for Future: Schule schwänzen und demonstrieren für das Klima" werden die aktuellen Freitagsdemonstrationen vieler Schülerinnen und Schüler thematisiert. Die Lernenden gehen der Frage nach, ob der Einsatz für den Klimaschutz während der Unterrichtszeit trotz Verstoß gegen die Schulpflicht moralisch zu rechtfertigen ist und definieren den Begriff "Gerechtigkeit".Ausgehend von Greta Thunbergs Aktivitäten zur Klimarettung, die im eigentlichen Sinn nicht legal sind, bietet diese Unterrichtseinheit solides Faktenmaterial zum Klimawandel , bei dem ein Geowissenschaftler hilfreich zur Seite stand, sowie Norbert Hoersters Gedanken zu einer gerechten Gesellschaft, die eine fundierte Diskussion über Legitimität und Legalität von Handlungen ermöglicht. Einen Ausblick auf den Zusammenhang von Eigentum und Hierarchie sowie einer steten Herausforderung für "Gerechtigkeit" und "Würde" bietet die Zusammenfassung einer DVD von Gerald Hüther. Das Material eignet sich für den Einsatz in den Sekundarstufen I und II in den Fächern Ethik, Deutsch und Politik/SoWi. Die Lernenden setzen sich im Rahmen der Diskussion mit authentischen Texten auseinander und üben sich in Argumentations- und Urteilsfähigkeit. Auszüge wie zum Beispiel das Interview mit dem Geowissenschaftlicher mit dem Schwerpunkt auf dem Klimawandel können auch für den Geographie-Unterricht interessant sein. Das Thema "Fridays for Future" im Unterricht Ein aktuelles Thema wie die Freitagsdemonstrationen vieler Schülerinnen und Schüler während der Unterrichtszeit als Zeichen für den Klimaschutz kann eingesetzt werden, um die Lerngruppe zu motivieren und die kritische Reflexion von Medien zu fördern. Aktuelles Material in Form von Zeitungsartikeln und/oder Videobeiträgen zu den Freitagsdemonstrationen bietet sich an und kann auch von den Lernenden selbst recherchiert werden. Konkret geht es in dieser Unterrichtseinheit um das Verhältnis von Moral und Recht. Für den Ethik-Unterrichts ist das Thema "Ziviler Ungehorsam" insofern interessant, als dass es immer gesellschaftliche Entwicklungen gab und gibt, die der Gesetzgeber noch nicht reguliert hat. In Deutsch und Politik/SoWi kann der Schwerpunkt eher auf der Förderung der Lesekompetenz sowie der Argumentations- und Diskussionsfähigkeit liegen. Anbieten würde sich hier ebenfalls die Durchführung der Einheit "Wie argumentieren Klimaleugnerinnen und -leugner?" mit einem Quiz zu guter Klima-Kommunikation . Im Rahmen von Geographie erarbeiten sich die Lernenden Hintergrundwissen zum Klimawandel und werden für den Klimaschutz sensibilisiert. Didaktisch-methodische Analyse Mit diesem Unterrichtsmaterial können die Lernenden erkennen, dass sich Interessen in einer Gesellschaft mit der Zeit und im Rahmen technischer und politischer Entwicklung auch verändern. Besonders dramatisch können diese Veränderungen insofern sein, als dass sie als bedrohlich erlebt werden, aber noch keine Umgangsregeln zur Verfügung stehen. Der Umgang mit einer derart unsicheren, aber zum Handeln auffordernden, fast zwingenden Situation erfordert ein hohes Maß an moralischer und kooperativer Kompetenz. Zu erkennen, dass diese erst einzuüben ist, ist primäres Leitziel dieser Unterrichtseinheit. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit aktuellen Fallbeispielen rund um den Schulstreik auseinander, diskutieren in der Gruppe und stimmen über Recht und Unrecht ab. Das Aktionsnetzwerk "Fridays for Future" dient dabei exemplarisch als Grundlage für einen Rechtsbruch, der in der Diskussion moralisch gerechtfertigt wird und kann selbstverständlich auch in einem anderen Zusammenhang genutzt werden, um sich mit authentischen Texten im Unterricht auseinanderzusetzen und Medienkompetenz zu fördern. Die Verunsicherung der oder des Einzelnen kann methodisch durch die Solidarität, die in der Arbeitsgruppe entsteht, aufgefangen werden. Konzepte, die in Handlungen überführt werden, sorgen für das Gefühl, die Kontrolle zu behalten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen Legitimität und Legalität. erkennen Gesetze als gesellschaftliche Instrumente. informieren sich in Blick auf problematische Urteile mit weit reichenden Konsequenzen gründlich zu informieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren ihr Textverständnis und wenden Lesestrategien gezielt an. recherchieren im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kooperieren in Kleingruppen. bearbeiten ein emotionales Thema sachlich.

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Thema Savanne lernen die Schülerinnen und Schüler mit der Dornstrauchsavanne, der Trockensavanne und der Feuchtsavanne unterschiedliche Savannentypen kennen. Die Lernenden verstehen, warum sich Pflanzen an die klimatischen Bedingungen anpassen müssen und erläutern, warum sich Savannen auf der Erde weiter ausbreiten.In Zusammenhang mit den verschiedenen Klima- und Vegetationsformen der Erde beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I im Unterricht in Geographie beziehungsweise Erdkunde intensiv mit dem Tropischen Regenwald und seinem Artenreichtum. Die Savannen – auch als Grasländer der wechselfeuchten Tropen bezeichnet – sind eine Art Übergangszone vom Tropischen Regenwald zur Wüste. Da die Savanne eine der am meisten genutzten Zonen innerhalb der Tropen ist, lohnt sich ein genauerer Blick dorthin. Mit diesem aktivierenden Unterrichtsmaterial erarbeiten die Lernenden deshalb mit der Dornstrauchsavanne, der Trockensavanne und der Feuchtsavanne unterschiedliche Savannentypen. Sie verstehen die Anpassung von Pflanzen an die Bedingungen in unterschiedlichen Klimazonen sowie die Ausbreitung von Savannen auf der Erde. Das Thema "Ökosystem Savanne: von der Dornsavanne zur Feuchtsavanne" im Unterricht Die Savanne ist eine Vegetationszone der wechselfeuchten Tropen, die zwischen dem Tropischen Regenwald und der Wüste beziehungsweise Halbwüste liegt. Sie ist charakterisiert durch ausgeprägte Trocken- und Regenzeiten mit einer hierfür angepassten Vegetation. Direkt an den Regenwald schließt sich die Feuchtsavanne an mit ihren typischen Galeriewäldern und hohen Bäumen sowie mit dem meterhohen Elefantengras. In der Feuchtsavanne findet man ein ausgeprägtes Tageszeitenklima und sie ist die tierreichste Region der Erde. Daran schließt sich die etwas trockenere Zone, die sogenannte Trockensavanne an, die mit Schirmakazie und Affenbrotbaum über besondere Pflanzen mit Adaptionsmechanismen verfügt. Die Dornstrauchsavanne ist die trockenste Zone der Savanne. Hier wachsen dornartige Pflanzen, um sich vor zu viel Verdunstung, aber auch vor Fressfeinden zu schützen. An diese Zone grenzt als noch lebensfeindlichere Zone die Wüste beziehungsweise Halbwüste an. Savannen stellen ein Beispiel für das Leben und Wirtschaften im tropischen Afrika dar. Die Schülerinnen und Schüler lernen mit diesem Material für den Unterricht in Geographie beziehungsweise Erdkunde, wie sich die Menschen an die Savannentypen angepasst haben und wie sie mit den klimatischen Bedingungen zurechtkommen und dennoch ihre Familie versorgen können. Die weitere Ausbreitung der Savannen und Wüsten (Desertifikation) ist vor allem anthropogen bedingt. Der Klimawandel spielt hier ebenso eine Rolle, was die gesellschaftspolitische Bedeutung unterstreicht. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten grob die Klima- und Vegetationszonen der Erde kennen sowie auch deren Gründe verstehen: polare Zone, gemäßigte Zone, subtropische und tropische Zone mit ihren Vegetationsformen: Tundra, Nördlicher Nadel-/Mischwald, Hartlaubgewächse/Mittelmeervegetation, Savanne und Tropischer Regenwald. Didaktische Analyse Das Wort Savanne stammt aus dem Spanischen "sabana" und bedeutet trockene Graslandschaft. Die Savanne ist durch einen Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit charakterisiert und nimmt circa eine Fläche von 15% der Gesamtfläche der Erde ein und befindet sich im wechselfeuchten Bereich der Tropen beidseits des Äquators. Der Boden ist meist mit Pflanzen bedeckt und typisch für diese Landschaft sind Gräser und Sträucher. Die Niederschlagsmenge ist das entscheidende Kriterium für die Einteilung der verschiedenen Savannentypen. Methodische Analyse Die drei Bilder der Savannentypen mit ihrer unterschiedlichen Wuchshöhe der Pflanzen in diesem Unterrichtsmaterial lassen Rückschlüsse über den räumlichen Standort der Savanne zu, das heißt je heißer und trockener das Klima ist, um so niedriger wachsen die Pflanzen, um Wasser zu sparen. Je näher man sich am am Äquator befindet, um so feuchter und heißer ist es, um so üppiger und höher ist die Pflanzenwelt. Die genauen Zusammenhänge erkennen ist nur mit einem Basis-Vorwissen möglich. Deshalb kann eine Wiederholung der Klimazonen der Erde je nach Wissensstand der Lernenden vorab notwendig sein oder ein Video über die Klimazonen mit in den Unterricht eingebaut werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die verschiedenen Savannentypen kennen und können die Vegetationsform Savanne in einen räumlichen und klimatischen Gesamtzusammenhang bringen. treffen anhand von Niederschlagsmengen und Vegetationsform über den jeweiligen Savannentyp eine Aussage über die Nutzung. erkennen die natürlichen und anthropogenen Ursachen und Folgen für die weitere Ausbreitung der Savannen beziehungsweise der Wüsten auf der Erde. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Lesekompetenz und können fachliche Inhalte grafisch in Schemata umsetzen. werten verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen, Grafiken und Bilder hinsichtlich relevanter Informationen aus. hinterfragen die Informationen aus verschiedenen Medien kritisch. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert in Kleingruppen und nehmen die Vorschläge der anderen auf. beziehen zum Thema Ausbreitung der Savannen kritisch Stellung. erarbeiten Lösungsvorschläge in Kleingruppen, um die weitere Ausbreitung der Savannen zu verhindern.

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

Klimaneutralität ist das zentrale Ziel der Luftfahrt, das mit technischen Innovationen und alternativen Antrieben erreicht werden soll. Wie realistisch sind die verschiedenen Ideen und was ist bereits Realität? Diesen und weiteren spannenden Fragen gehen die Lernenden in dieser Einheit auf den Grund. Die Unterrichtseinheit kann im MINT-Unterricht der Klassenstufen 9 bis 13 in den folgenden lehrplanrelevanten Kontexten, idealerweise fächerverbindend, eingesetzt werden: Geographie: Verkehr und Umwelt, Ballungsräume – Probleme und Chancen; Flugbewegung, Flugrouten, Navigation Chemie: Treibstoffe: Eigenschaften, Herstellung, Verwendung, Ökobilanz; alternative Treibstoffe (fossiles Kerosin durch nachhaltigen Flugkraftstoff ersetzen, E-Fuels, synthetisches Kerosin, Brennstoffzellen, Batterien) Technik : Das Flugzeug der Zukunft (Antriebstechnologie, Design etc.) Weitere Fachanbindungen, etwa ans Fach Deutsch , sind beispielsweise durch das Schreiben eines Kommentars zum Thema Flugscham unter Berücksichtigung dessen charakteristischen Aufbaus gegeben. Auch lassen sich naturwissenschaftsbezogene Kompetenzen für den Lernbereich Globale Entwicklung im Themenbereich "Mobilität und Verkehr" fördern. Der Luftfahrtsektor auf dem Weg zur Nachhaltigkeit Die Anzahl der Flugreisen wächst seit Jahren kontinuierlich. Abgesehen vom markanten Corona-Einbruch im Jahr 2020 ist der Trend sehr deutlich. Bis 2040 wird sich die Zahl der Flugpassagiere mehr als verdoppeln, so eine Prognose des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Neue Treibstoffe, neue Antriebe, neue Flugzeugentwürfe und modernere Navigation sind hierbei entscheidende Faktoren. Die Luftfahrtindustrie forscht mit Hochdruck an zukunftsfähigen und nachhaltigen Technologien . Das Unterrichtsmaterial gibt einen Einblick in aktuelle Entwicklungen. Vorkenntnisse Die Fähigkeit zur Informationsausnahme aus Texten, Schaubildern, Grafiken, Videos und weiteren Quellen sollte eingeübt sein. Themenbezogene Fachbegriffe und Abkürzungen werden gesondert in einem Glossar erklärt. Selbstständige Arbeit in (Klein-)Gruppen sollte vorausgesetzt werden können. Aufbau der Unterrichtseinheit und fächerverbindender Ansatz Die Einheit gliedert sich in insgesamt fünf Kapitel. Zu jedem Kapitel gibt es ein Arbeitsblatt und gegebenenfalls Materialblätter mit zusätzlichen Informationen, die zur Bearbeitung der Aufgaben benötigt werden. Die einzelnen Kapitel und Arbeitsblätter bauen aufeinander auf und sollten idealerweise in der vorgegebenen Reihenfolge durchlaufen werden. Um die Unterrichtszeit für den Austausch und die Ergebnisbesprechung optional zu nutzen, können viele Aufgaben als unterrichtsvorbereitende Hausaufgabe aufgegeben werden. Der letzte Baustein "Berufsfelder" kann ausgeklammert oder im Rahmen der Berufsorientierung aufgegriffen werden. Insgesamt lässt sich die gesamte Einheit mit allen Arbeitsblättern in circa 10 Unterrichtsstunden bearbeiten. Die genaue Zeit variiert je nach Zeitbedarf für die Präsentationen sowie die Diskussionen im Anschluss an die Arbeitsphasen. Ideal ist die Erarbeitung im MINT-Fächerverbund, vor allem die Fächer Geographie, Chemie und Technik lassen sich wunderbar miteinander verbinden. Methodische Hinweise Der vorgeschlagene Unterrichtsablauf ist gekennzeichnet von methodischer Varianz: In einer Motivationsphase werden die Schülerinnen und Schüler für das Thema interessiert. Bist du selbst schon geflogen? Welche Verkehrsmittel nutzt du und für welchen Anlass? Dabei werden Vorkenntnisse in Erinnerung gerufen. In zahlreichen Fachphasen erfolgt in Einzelarbeit oder in Paar- oder Kleingruppen die weitgehend selbstständige Bearbeitung der Arbeitsblätter. Eine Ergebnisbesprechung und Ergebnispräsentation erfolgt meist im Plenum. Expertengruppen werden in der Sequenz 3 "Klimafreundlicher Luftverkehr" gebildet, die Kleingruppenarbeit erfolgt zu den Schwerpunkten "Das Flugzeug der Zukunft" , alternative Treibstoffe und effizientere Flugführung. Das Thema "Klimafreundlicher Luftverkehr" wird somit aus verschiedenen Perspektiven mithilfe der in jeder Gruppe vertretenen Fachexperten erarbeitet und anschließend im Plenum in einer Präsentations- und Diskussionsphase vorgestellt und diskutiert. Sequenz 4 bietet die Möglichkeit zur kreativen Umsetzung: Wie stellst du dir das Fliegen im Jahr 2050 vor? Hier sind der digitalen oder analogen Darstellung keine Grenzen gesetzt. MINT-Fachkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler erkennen, beschreiben und bewerten die individuelle, gesellschaftliche und historische Bedeutung von Transport und Verkehr in der globalisierten Welt. beschreiben und bewerten aktuelle Entwicklungen der Mobilität. analysieren mithilfe von Grafiken und Studien die Klimaverträglichkeit verschiedener Verkehrsmittel. Kernkompetenzen des Lernbereichs Globale Entwicklung Erkennen Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus Prognosen, Modellen und Zukunftsszenarien verarbeiten (1.3). zeigen anhand der Zukunft des Luftverkehrs Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Naturwissenschaften auf (3.5). Bewerten Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden zwischen beschreibenden oder erklärenden (naturwissenschaftlichen) und normativen (ethischen) Aussagen (6.1). Handeln Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Lösungsstrategien für Zielkonflikte auf dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung und sondieren Umsetzungsmöglichkeiten (10.4).

Schülerinnen und Schüler erkunden am Rechner Blitzschlagrisiken in der freien Natur. In einem zweiten Experiment können Lichtbogenüberschläge zwischen zwei Elektroden unter verschiedenen Bedingungen simuliert werden.Blitze sind "hochenergetische" Naturphänomene, die uns nicht nur faszinieren, sondern auch das Fürchten lehren können. Etwa fünf Menschen sterben in Deutschland pro Jahr durch Blitzschlag. Wie Blitze entstehen ist immer noch umstritten - möglicherweise sind sogar energiereiche Strahlen aus dem Weltall daran beteiligt. Wissenschaftlich gesichert ist jedoch, dass die Blitzhäufigkeit mit dem Eisgehalt der Wolken steigt. Auf dieser Beobachtung basiert auch das derzeit gängige Modell zur Blitzentstehung: Aufwinde tragen feine Wassertröpfchen in höhere und kalte Luftschichten, wo sie zu feinen Eispartikeln gefrieren. Diese kollidieren dort mit größeren Graupelkörnern. Die schweren Graupeln "stehlen" den Eiskristallen Elektronen und fallen nach unten. Die nun positiv geladenen feinen Kristalle verbleiben dagegen in den höheren Luftschichten. Auf diese Weise entsteht ein starkes elektrisches Feld in den Gewitterwolken. Die hier vorgestellten Online-Experimente zum Thema Blitz sind Teil des SWR-Angebots Warum ... ist der Himmel blau? Weitere Informationen zum Thema Blitze und Energie gibt es auch im Ezoom zum Wissenschaftsjahr 2010 - Die Zukunft der Energie. Vorentladungen - Fangentladungen - Hauptblitz Ein Blitz ist ein Potenzialausgleich innerhalb der Gewitterwolke oder zwischen der Erdoberfläche und dem unteren Teil der Wolke. Die Spannung muss dabei einige zehn Millionen Volt betragen. Der Entladung geht eine Serie von Vorentladungen (Leitblitzen) voraus, die gegen die Erdoberfläche gerichtet sind. Kurz bevor diese den Erdboden erreichen, gehen vom Boden eine oder mehrere Fangentladungen aus - meist von hohen Objekten (Bäume, Masten, Kirchtürme). Den so entstandenen Blitzkanal heizt der folgende Hauptblitz auf rund 30.000 Grad Celsius auf. Die heiße Luft dehnt sich explosionsartig aus und erzeugt intensive Schallwellen - den Donner. Die Stromstärke einer Hauptentladung beträgt etwa 20.000 bis 30.000 Ampere. Einsatz der Animationen Mit einem interaktiven Blitzsimulator aus dem Online-Angebot von SWR-Wissen können Schülerinnen und Schüler mit der Blitzschlaggefahr experimentieren. Sie lernen dabei wichtige Regeln für das Verhalten bei einem Gewitter im Freien kennen. Die virtuellen Experimente können das Unterrichtsgespräch per Beamer-Projektion unterstützen oder auch von den Lernenden im Rahmen einer Hausaufgabe am heimischen Rechner genutzt werden. Neben den interaktiven Materialien bieten die SWR-Wissen-Internetseiten vielfältige Informationen zum Thema Blitze. Von "Elfen" und "Kobolden" Bei der Behandlung von Blitzen bietet sich auch - als zusätzlicher "Motivations-Joker" - ein kleiner Exkurs zu "Elfen" und "Kobolden" an - rätselhaften Blitzerscheinungen, die oberhalb der Wolken auftreten. Beobachtet werden diese Blitzformen daher vorwiegend aus Flugzeugen oder Space Shuttles (siehe Zusatzinformationen). Gerade solche ungeklärten Phänomene üben auf Kinder einen großen Reiz aus und sind gut geeignet, naturwissenschaftliches Interesse zu entfachen. Inhalte und Funktionen der Blitz-Experimente Die interaktiven Möglichkeiten der SWR-Online-Experimente werden hier kurz beschrieben und per Screenshot vorgestellt. Die Schülerinnen und Schüler sollen wichtige Regeln für das Verhalten bei Gewitter kennenlernen. in einem virtuellen Experiment den Einfluss von elektrischer Spannung, Luftdruck, Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit auf Blitzentladungen untersuchen. Thema Blitze und Verhalten bei Gewitter - virtuelle Experimente Autoren Tilman Bischoff, Dr. André Diesel Fächer Physik (Elektrizitätslehre), Geographie (Wolkenbildung) Zielgruppe ab Klasse 8 (Physik), Sekundarstufe II (Geographie) Zeitraum variabel bei der Unterstützung des Unterrichtsgesprächs Technische Voraussetzungen Präsentationsrechner mit Beamer Einen Beitrag zur Verhaltenserziehung bei Gewittern bietet die SWR-Gewittersimulation. Vor gefährlichen Ratschlägen wie "Eichen sollst du weichen, Buchen sollst du suchen" wird gewarnt. Um bei den Schülerinnen und Schülern eine Sensibilisierung für die Mechanismen des Blitzeinschlags zu erzielen, werden die Auswirkungen und das Risiko des Verhaltens bei einem Gewitter im Freien bewertet. Als virtuelle Versuchskaninchen sind ein Golfspieler, eine hockende Person und ein weidendes Rind auswählbar. Der Golfspieler steht stellvertretend für Personen, die metallische Gegenstände bei sich tragen und damit die Gefahr, vom Blitz getroffen zu werden, drastisch erhöhen. Am Beispiel des Tieres wird auf die Gefährlichkeit des Erdstroms eingegangen, der - auch weiter vom Ort des Einschlags entfernt - zu tödlichen Strömen durch den Körper führen kann. In einer zweiten - stärker physikalisch ausgerichteten - Simulation können Lichtbogenüberschläge zwischen zwei Elektroden im Labormaßstab simuliert werden. So lassen sich Erkenntnisse über den Einfluss von elektrischer Spannung, Luftdruck, Temperatur sowie relativer Feuchte auf die Überschlagbedingungen gewinnen.