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Die Existenz der tropischen Regenwälder ist akut bedroht. Anhand eines spannenden Krimispiels setzen sich Schülerinnen und Schüler ab der 7. Klasse mit dem Ökosystem Regenwald und der Vernetzung mit unserer Lebens- und Konsumwelt auseinander. Die Vielfalt der Lebewesen, die unsere Erde bewohnen, ist überwältigend. Knapp 1,5 Millionen Pflanzen- und Tierarten sind uns bekannt. Wissenschaftlichen Schätzungen zufolge leben auf der Erde aber sogar mindestens 5 Millionen Arten. Über zwei Dritteln davon bieten die tropischen Regenwälder Schutz und Nahrung - doch die Existenz der artenreichsten natürlichen Lebensräume ist akut bedroht. Die Gesamtfläche der Regenwälder, die noch vor weniger als einem Jahrhundert mehr als ein Zehntel der Landfläche der Erde bedeckten, ist inzwischen auf die Hälfte dessen geschrumpft. Durchschnittlich werden pro Jahr weitere zwölf Millionen Hektar abgeholzt. Die Vernichtung der tropischen Regenwälder ist eine der Hauptursachen für das katastrophale Ausmaß des Artensterbens auf unserem Planeten. Denn durch die Vernichtung der Wälder haben wir gleichzeitig auch den dramatischen Rückgang an Arten zu verzeichnen. Durch menschlichen Einfluss werden derzeit jährlich ungefähr 30.000 Pflanzen- und Tierarten ausgelöscht. Die Unterrichtseinheit Tatort Tropenwald führt die Schülerinnen und Schüler in der Rolle als Ermittler in einem Krimi spielend-entdeckend an die Themen Tropenwaldschutz und Erhaltung der Biodiversität heran. In Kleingruppen untersuchen sie Schritt für Schritt die komplizierte Vernetzung zwischen menschlichem Leben und der Existenz der Tropenwälder als Lebensraum für Millionen von Pflanzen- und Tierarten. Ebenso setzen sie sich mit sozialpolitisch und gesellschaftlich relevanten Bereichen auseinander. Im Fokus der Recherche stehen auch die unterschiedlich motivierten Interessensgruppen am Regenwald vor Ort - etwa Grundbesitzer, einheimische Volksstämme, Kleinbauern und die globale Großindustrie. Sie hinterfragen Produktion und Konsum in den Industrienationen und deren Auswirklungen auf den Bestand des tropischen Regenwalds. Interessant ist dabei auch, welche Rolle Journalisten in diesem "Mordfall" spielen. Hintergrundinformationen und Vorbemerkungen Hintergrundinformationen zum Themenkomplex Regenwald sowie Bemerkungen zu zentralen Ansätzen der Unterrichtseinheit sind hier kurz zusammengefasst. Inhalt und Ablauf des Krimispiels Der Mitmach-Krimi verfolgt einen handlungs- und erfahrungsorientierten Ansatz. Detailliertere Informationen zur Umsetzung im Unterricht finden Sie hier. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erwerben Wissen über das Ökosystem Regenwald, seine Bedrohung und über den Schutz des Regenwaldes und können dieses Wissen anwenden. stellen eine Verbindung zwischen dem Regenwald und unserem Alltag in Deutschland her und hinterfragen diese kritisch. sind in der Lage, Verständnis für globale Vernetzungen und Abhängigkeiten zu entwickeln. erlangen Entscheidungs- und Bewertungsfähigkeit und entwickeln selbst Maßnahmen, die zum Schutz des Regenwaldes beitragen. Gestaltungskompetenz Die Schülerinnen und Schüler sind in der Lage, individuelle und kulturelle Leitbilder zu reflektieren. können das eigene Handeln als kulturell bedingt und veränderbar wahrnehmen. entwickeln eigenständige Handlungsalternativen. können die eigene Meinung äußern, akzeptieren andere Standpunkte und arbeiten kooperativ im Team. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen und Grafiken hinsichtlich relevanter Informationen auswerten. setzen Informationen aus verschiedenen Medien miteinander in Verbindung. lernen, diese Informationen in anderen medialen Darstellungsformen wiederzugeben und zusammenzufassen. Materialien von OroVerde Der Mitmachkrimi "Tatort Regenwald" für den Unterricht ist Lehrmaterial, das die Tropenwaldstiftung OroVerde konzipiert und herausgegeben hat. Neben dem Krimispiel gibt es außerdem Materialien für die Grundschule (3./4. Klasse, "Schokolade wächst auf Bäumen?!"), für die 5. und 6. Klasse ("Warum regnet es im Regenwald?") und für Schülerinnen und Schüler ab der 8. Klasse ("Geist ist geil!" - Werbung und Natur). Projektträger ist OroVerde, die Stiftung zur Rettung der Tropenwälder. In Addition zum Pilotprojekt "Weil wir es wert sind" entstanden die Materialien für den Unterricht. Jugendliche für Natur, Umwelt und BNE begeistern Das OroVerde-Projekt "Weil wir es wert sind" startete im Jahr 2009 und setzte sich zum Ziel, junge Menschen - vor allem Schülerinnen und Schüler an Hauptschulen - für die Themen Natur, Umwelt und nachhaltige Entwicklung zu begeistern. Kern des Pilotprojekts sind eigenständige Kampagnen und Schülerfirmen von Jugendlichen, die aus den schulischen Aktivitäten rund um das Thema Schutz des Tropenwalds hervorgehen. Der Titel "Weil wir es wert sind" soll dabei bewusst zur Stärkung des Selbstwertgefühls der Jugendlichen beitragen. Auch der Austausch von Meinungen untereinander wird gefördert. Eigene Kampagnen zum Thema Regenwald Mit Unterstützung von Expertinnen und Experten aus der Praxis entwickeln die Schülerinnen und Schüler eigene Kampagnen zum Thema Regenwald. Die Umsetzung und Gestaltung wurde zudem filmisch festgehalten und zu einem Motivationsfilm zusammengestellt. Gemeinsam mit den Materialien kann dieser Film sowie der OroVerde-KlimaClip (für jüngere Jahrgänge, siehe Internet-Links) im Unterricht eingesetzt werden. Aus dem Gleichgewicht geraten Das komplexe biologische System des tropischen Regenwalds hält sich selbst im Gleichgewicht. Durch die Vielfalt und Anpassungsfähigkeit seiner Flora und Fauna können äußere Eingriffe und Störungen natürlicher Art ausgeglichen werden. Dieses Stabilisierungsvermögen ist allerdings begrenzt. Zu starke Eingriffe in den Regenwald und seine Artenvielfalt führen zu einem Kollaps des "Systems Regenwald" und wegen dessen immenser ökologischer Bedeutung letztendlich zur Vernichtung unserer Lebensgrundlagen. Lösungsansatz: Umdenken und Armut in der Dritten Welt bekämpfen Ein bedeutender Lösungsansatz liegt darin, dass Menschen ihre Kultur, Lebensstil und die alltäglichen Gewohnheiten hinterfragen und umweltschädigende Muster erkennen, um ihr Verhalten nachhaltig zu ändern. Dies gilt für Industrie- wie Entwicklungsländer gleichermaßen. Als eine weitere Ursache sehen Experten die Massenarmut in den Entwicklungsländern an. Etwa zwei Milliarden Menschen in den Ländern der Dritten Welt sind auf Holz als Hauptenergieträger angewiesen. Tropenwaldschutz bedeutet darüber hinaus auch Klimaschutz, denn 17 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen resultieren aus der Vernichtung der Tropenwälder. Genau hier setzt die Bildung für nachhaltige Entwicklung an. Mehr Hintergrundinfos zum Thema gibt es unter dem Punkt "Internetadressen". Schon für Erwachsene ist es eine Herausforderung, die Bedeutung des tropischen Regenwaldes für das Leben und unseren Alltag in den Industrieländern nachzuzeichnen. Für Kinder und Jugendliche stellt diese Thematik ein inhaltlich derart komplexes Verbindungsgeflecht dar, dass sie im konventionellen, fragend-entwickelnden Unterricht von der Fülle der Inhalte schnell überfordert sind. Deshalb bedient sich "Tatort Tropenwald" einer Methode, die die Neugier der Jugendlichen weckt und das selbstständige Entdecken und Erforschen fördert. Somit kann eine individuelle Meinungsbildung aller Schülerinnen und Schüler herausgefordert und gefördert werden. Im Sinne der durch BNE proklamierten Förderung von Gestaltungskompetenz können nur diejenigen handeln und gestalten, die zuvor eigene Standpunkte und Lösungsansätze entwickelt haben. Krimispiel Das Krimispiel als erste Hauptphase der Einheit ist so konzipiert, dass sich die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen selbstständig Lösungswege erarbeiten. Sie recherchieren aus unterschiedlichen Blickwinkeln, bis sie den oder die Akteure, die schwere Verbrechen an der Umwelt begehen, dingfest machen. Sie entscheiden dabei selbst, welchen Weg sie verfolgen. Reflektion In der zweiten großen Phase (Vertiefung und Auswertung) geht es darum, die erfahrenen Beziehungen und Wechselwirkungen rund um den tropischen Regenwald gemeinsam im Plenum zu reflektieren. So kristalisiert sich für alle ein Gesamtbild des "Falls" heraus. Das Opfer: ein deutscher Journalist Bei dem Opfer im Krimi handelt es sich um einen deutschen Journalisten namens Peter Zimmermann. Er war für eine Reportage zum Thema "Die Bedrohung der Regenwälder" in Brasilien unterwegs. Sein Leichnam wurde am Rande einer Lichtung entdeckt. Zentrale Fragestellungen Die Fragen, die sich den Schülerinnen und Schülern in der Rolle der Ermittelnden nun stellen, sind unter anderem: Welche Missstände wollte Peter Zimmermann in seiner Reportage aufdecken? Welche heiße Spur hat er verfolgt? Gibt es Netzwerke und Zusammenhänge, deren Aufdecken verhindert werden sollte? Sind allein seine Arbeit oder seine Recherchen die Ursache für seinen Tod? Schülerinnen und Schüler folgen Spuren In Kleingruppen folgen die Ermittlerteams verschiedenen Spuren und werden so Schritt für Schritt an eine Lösung des Falls herangeführt. Jede Spur fußt auf Aussagen von Beteiligten. Die Lernenden folgen den Spuren, indem sie die jeweiligen Aussagen aufmerksam lesen und eigenständig entscheiden, wen es für die Lösung des Falls als nächstes zu befragen gilt. Alle Kleingruppen erhalten detaillierte Informationen zur Ausgangslage und zudem einzelne "Fundstücke", die als Hinweise dienen und die Ermittlungen vorantreiben. Der Übersichtlichkeit und der Veranschaulichung des Ermittlungsfortschritts halber halten die Schülerinnen und Schüler aufgedeckte Verbindungen in einem Netzdiagramm fest. Die Vernetzungen und Abhängigkeiten, die die Jugendlichen auf diese forschend-entdeckende Art aufspüren, entsprechen den tatsächlichen Vernetzungen unserer Alltagswelt. Dieser Aspekt tritt in der Nachbereitung des Krimispiels in den Vordergrund. Vorbereitung Zunächst sollten eine Weltkarte an der Wand angebracht und Klebepunkte bereit gestellt werden. Die Aussagen der Beteiligten und der Zeugen sowie die Handouts "Ausgangslage" und "Fundstücke" werden gemäß der Kleingruppeneinteilung vervielfältigt. Die Lösung sollte groß kopiert oder vergrößert über Beamer oder Projektor präsentiert werden. Nun können Aufsteller oder Schilder für die Ermittlungsgruppen (A, B, C, D oder 1, 2, 3, 4) bereit gestellt werden. Jedes Ermittlungsteam benötigt Karteikarten, am besten in drei verschiedenen Farben. Um die Situation etwas realitätsnaher zu gestalten können auch Detektivutensilien zum Einsatz kommen, auch das Anspielen der "Tatort"-Titelmusik als musikalische Krimi-Untermalung bietet sich an. Die Quizfragen Diese Fragen sollen an der Tafel stehen. Achtung: die Tafel zunächst zugeklappt lassen! Wer war der Täter? Wie kam es zum Tod von Peter Zimmermann? Wieso war Peter Zimmermann in Brasilien? Was hat die Ölgesellschaft mit den Indianern von Nova Verde zu tun? Warum roden die Bauern der Agrargesellschaft den Regenwaldb nicht mehr illegal? Was hat Indonesien mit dem Fall zu tun? Wieso gehört der Großgrundbesitzer Rutloff zum Kreis der Verdächtigen? Jedes Ermittlerteam arbeitet eigenständig an dem Fall. Jeder Hinweis verbirgt weitere Hinweise. Dazu nennen die Ermittler der Lehrkraft Name und Adresse desjenigen Zeugen, den sie befragen möchten. So erhalten Sie weitere Informationen, mit denen sie eigenständig weiter ermitteln können. Hinweise und Zeugenaussagen können nur nacheinander eingeholt werden, gleichzeitig zu zwei Personen zu gehen ist nicht erlaubt. Zu jeder Person ist nur eine Aussage vorhanden. Das heißt, die Personen können nicht mehrmals befragt werden. Jedes Team benennt einen Protokollanten. Er oder sie notiert, was der Gruppe bei Spuren und Aussagen wichtig erscheint oder auch Spuren, die das Team erst einmal nicht verfolgt. Diese Kategorisierung kann anhand der verschiedenfarbigen Karteikarten erfolgen. Der Fall gilt als gelöst, wenn das Ermittlerteam am Ende den Täter und seinen Aufenthaltsort nennen kann und zudem vier der sieben Quizfragen richtig beantwortet hat. Um zur Lösung zu gelangen, müssen die Ermittlerteams auf jeden Fall über das Nachrichtenmagazin "Ficus" sowie über "Karla Mertens" und die "Forschungsstation" gehen. Das Lösungsschaubild befindet sich in der Materialmappe. Bei jeder Zeugenaussage sind mögliche verfolgbare Spuren mit Name und Adresse angegeben. Bei älteren Schülerinnen und Schülern oder starken Lerngruppen sollte auf diese Hilfe im Sinne der Differenzierung in Sachen Anspruch verzichtet werden. Um als Lehrkraft ein besseres Gefühl für die Spielsituation und für mögliche Fragen der Schülerinnen und Schüler zu bekommen, ist es ratsam, das Krimispiel vorher selbst einmal zu testen. Da jedes Schüler-Ermittlerteam unterschiedliche Wege zur Lösung des Falls einschlagen kann und dadurch am Ende möglicherweise nicht alle Gruppen sämtliche Ermittlungsfelder durchwandert haben, ist es bei der Auswertung wichtig, den Fall in seiner ganzen Komplexität zu präsentieren - für alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Es empfiehlt sich, das Lösungsschaubild zu vergößern und die Lösung über Beamer oder Projektor zu zeigen. Anhand dieser Übersicht kann jedes Ermittlerteam nun präsentieren, wie es zur Lösung des Falls kam oder erklären, wo es Schwierigkeiten gab. Gibt es vielleicht auch einen Ermittlungsstrang, den keines der Teams ausgewählt hat? Nun werden die Quizfragen gemeinsam besprochen. Die Übersicht und die Quizfragen verdeutlichen, dass der Krimi verschiedene Themenfelder rund um den Tropenwald aufgreift: Holz, Bodenschätze, Landwirtschaft und Besonderheiten des Regenwalds. Durch die Aussage von Dr. Ortega lässt sich auch das Themenfeld Klima festhalten. Als erste Aufgabe sammeln die Schülerinnen und Schüler nun gemeinsam mit dem Partner oder der Partnerin (oder auch im Plenum, an der Tafel), welche Informationen im Krimi zu den einzelnen Themenfeldern geliefert wurden. Abschließend und im Hinblick auf eine Vertiefung der Themen des Krimispiels in den folgenden Stunden überlegen die Schülerinnen und Schüler, was der Regenwald und die Themen des Krimis mit unserem Alltag in Deutschland zu tun haben könnten. Die Themen Holz, Bodenschätze, Landwirtschaft und Besonderheiten des Regenwalds können nach der Durchführung des Krimispiels in den Folgestunden vertiefend behandelt werden. Zu jedem Thema findet sich in der Materialmappe ein Arbeitsblatt. Alle Arbeitsblätter können mit einer oder mehreren Karteikarten kombiniert werden. So entstehen für die Vertiefungsphase dieser Einheit Arbeitspakete für alle vier inhaltlichen Schwerpunkte, anhand derer die Schülerinnen und Schüler einen Zusammenhang zwischen unserer Konsum- und Lebensweise und der Bedrohung des Regenwalds herstellen können. Material 1: Rinderwahn am Amazonas Themen sind die Problematik der Viehzucht am Amazonas und Besonderheiten des tropischen Nährstoffkreislaufs. Kombinationsmöglichkeit: Karteikarte 1 "Vom Regen in die Traufe" Material 2: Wieviel wiegt eine Cola-Dose? Hier wird der ökologische Rucksack einer Cola-Dose thematisiert. Welchen Rohstoff- und Ressourcenverbrauch beinhaltet diese Form der Getränkeverpackung? Kombinationsmöglichkeit: Karteikarten 2 "David gegen Goliath" und 3 "Die Dose aus dem Regenwald" Material 3: Der Tropenholz-Test Wie erkenne ich Tropenholz und wie unterscheidet es sich von einheimischem Holz? Kombiniert mit der Karteikarte 4 "Heiße Ware Tropenholz" und dem Flyer "Runter vom Holzweg" kann der reale Hintergrund des Krimis - eine Recherche des Fernsehmagazins "Monitor" zu Regenwaldholz in Bundesgebäuden - erforscht werden. Material 4: Stockwerkaufbau im Regenwald Themen sind der Stockwerkbau und der kleine Wasserkreislauf im Regenwald. Gemeinsam mit den Karteikarten 5 ("Warum regnet es im Regenwald?"), 6 ("Sie können nicht ohne einander.") und 7 ("Regenwald in Gefahr!") kümmern sich die Jugendlichen mit dem Materialpaket 4 um die Besonderheiten des Regenwalds. Die Jugendlichen bearbeiten in Gruppen jeweils eines der vier Arbeitspakete. Anschließend stellen sie ihre Ergebnisse eigenständig zusammen und den Mitschülerinnen und Mitschülern vor. Besonders nachhaltig ist auch eine Aufbereitung in Form von Plakaten und Wandzeitungen, die innerhalb einer Projektwoche ausgestellt oder öffentlich präsentiert werden können.

Diese Unterrichtsstunde zum Thema Kinderrechte nimmt die Schülerinnen und Schüler mit auf eine inszenierte Weltreise, um die Lebenssituationen von Kindern in verschiedenen Ländern der Welt sowie in Deutschland vorzustellen. Man könnte annehmen, sie seien eine Selbstverständlichkeit: die Kinderrechte . Doch dass diese Rechte überhaupt in kodifizierter Form existieren, das ist der Arbeit der Vereinten Nationen (UN) zu verdanken. Im Jahre 1989 verabschiedeten deren Vertreterinnen und Vertreter aus aller Welt das Übereinkommen über die Rechte des Kindes , kurz UN-Kinderrechtskonvenion, das ein Jahr darauf in Kraft trat und von den meisten Staaten entsprechend ratifiziert wurde. Vor dem Hintergrund der Einsicht, dass Kinder im Hinblick auf eine gesunde, friedvolle und zukunftsorientierte Entwicklung besonderen Schutz und besondere Fürsorge verdienen, gilt dieses Regelwerk für Kinderrecht für sämtliche Kinder weltweit. Dabei ist es ganz gleich, wo genau sie leben, welche Hautfarbe oder Religion sie haben und welchem Geschlecht sie sich zugehörig fühlen. Die vier elementaren Grundsätze, auf denen die Konvention beruht, beinhalten das Recht auf physische und psychische Unversehrtheit , das Recht auf eine individuelle Entwicklung , das Recht auf Nichtdiskriminierung sowie das Recht auf Wahrung und Berücksichtigung ihrer generationenspezifischen Interessen. In Anbetracht des Umstands, dass die Kinderrechte, ihres universellen Gültigkeitsanspruchs zum Trotz, mancherorts bedauerlicherweise noch immer nicht ausreichend Berücksichtigung finden, hat der Deutsche Kinderschutzbund gemeinsam mit der Schauspielerin Annette Frier und der ROLAND Rechtsschutz-Versicherungs-AG eine Unterrichtsstunde zum Thema Kinderrechte entwickelt. Frau Frier führt die Kinder durch eine inszenierte Weltreise und stellt ihnen die Lebenssituation von Kindern in Entwicklungsländern vor, spricht aber auch konkrete Situationen der Grundschülerinnen und Grundschüler in Deutschland an. Detaillierte Angaben zum angedachten Ablauf der Unterrichtseinheit, gestalterische Inspiration zu deren Umsetzung sowie sämtliche zur Unterrichtseinheit gehörende Arbeitsaufträge finden Sie in der zugehörigen PDF-Datei. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die Kinderrechte in ausgewählten Ländern und in Deutschland im Rahmen der UN-Kinderrechtskonvention und des deutschen Grundgesetzes kennen. erlangen ein Bewusstsein für die eigenen Rechte und erkennen die Notwendigkeit, sich für die Kontinuität ihre Rechte einzusetzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler entwickeln als intergraler Bestandteil der Gesellschaft ein entsprechendes Gemeinschaftsgefühl und erkennen die zukunftstragende Position, die ihnen zukommt. differenzieren zwischen gerechtem und ungerechtem Verhalten undverfestigen ihre Kompetenz, hiervon ausgehend ein Werturteil zu formulieren. identifizieren ihre Rechte bedrohende Gefahren und kommunizieren sie nach außen. Kinder haben Rechte Sensibilisieren Sie die Kinder dafür, dass sie Rechte haben. Fragen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler zum Beispiel, was Rechte sind und welche Rechte die Kinder ihrer Meinung nach haben. Sammeln Sie die Rechte an der Tafel. Die UN-Kinderrechtskonvention Erzählen Sie den Kindern kurz von der UN-Kinderrechtskonvention, warum und wie sie entstand und was sie grundsätzlich beinhaltet. Kinderrechte weltweit Zeigen Sie den Kindern eine Weltkarte oder einen Globus. Vermitteln Sie Ihren Schülerinnen und Schülern, dass alle Kinder weltweit die gleichen Rechte haben, und laden Sie die Kinder ein, diese Rechte gemeinsam mit Ihnen auf einer Weltreise zu entdecken. Die Kinderrechte-Weltreise beginnt Fliegen Sie mit den Schülerinnen und Schülern zur ersten Station. Sie selbst sind der Flugkapitän oder die Flugkapitänin, die Kinder die Fluggäste. Sie können die Mädchen und Jungen beispielsweise bitten, sich anzuschnallen, Fluggeräusche zu machen oder mit ausgebreiteten Armen mitzufliegen. Station 1: Somalia Erzählen Sie den Kindern kurz von Somalia, berichten Sie auch über die Armut, den Hunger und den Krieg. Nutzen Sie diese Station, um über das Recht auf Hilfe in Katastrophen- oder anderen Notsituationen und über das Recht auf Gesundheit zu sprechen. Dies beinhaltet zum Beispiel das Recht auf ärztliche Versorung und auf ausreichende Ernährung. Um die Situation anschaulich zu machen, können Sie ein kleines Säckchen mit Reis (circa 100 Gramm, ungekocht) durch die Klasse geben. So zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern, wie wenig die Kinder in Somalia am Tag zu essen haben. Station 2: Vietnam Steigen Sie wieder ins Flugzeug und fliegen Sie mit den Kindern nach Asien. Landen Sie in Vietnam und erzählen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern davon, dass hier viele Kinder arbeiten müssen und deshalb nicht zur Schule gehen können. Vermitteln Sie den Mädchen und Jungen ihr Recht auf Freizeit und Erholung und machen Sie klar, dass Kinder nicht arbeiten dürfen. Bringen Sie zum Beispiel einen Fußball oder ein T-Shirt mit in den Unterricht und berichten Sie den Schülerinnen und Schülern, dass dies Produkte sind, die oft von Kindern hergestellt werden. Sensibilisieren Sie Ihre Schulkinder gegebenenfalls auch für das Fair Trade-Logo auf Produkten. Station 3: Bolivien Fliegen Sie weiter nach Bolivien. Erzählen Sie den Schülerinnen und Schülern, dass hier nicht jedes Kind zur Schule gehen kann und dass viele Kinder keinen Zugriff auf Bücher, Lehrmaterial oder das Internet haben. Transportieren Sie so das Recht auf Bildung und Ausbildung sowie das Recht auf eine eigene Meinung und Information. Fragen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler, was sie gerade im Klassenraum alles an Büchern, Stiften und anderen Medien zum Lernen sehen. Station 4: Deutschland Ein letztes Mal steigen Sie mit den Schülerinnen und Schülern ins Flugzeug und fliegen nach Deutschland. Sie landen in Ihrem eigenen Klassenzimmer. Erzählen Sie eine Geschichte von zwei Kindern, die sich auf dem Schulhof gezankt und geprügelt haben. Fragen Sie die Kinder, welche Arten von Gewalt auch psychischer Natur sie kennen, zum Beispiel schubsen, beschimpfen, treten, auslachen. Vermitteln Sie den Kindern, dass sie das Recht haben, "NEIN" oder "STOPP" zu sagen, wenn ihnen Gewalt angetan wird. Geben Sie den Kindern Tipps, wo sie Hilfe finden, beispielsweise bei den Eltern, bei Oma und Opa, bei den Lehrkräften oder bei der Nummer gegen Kummer (siehe Arbeitsblatt 1). Vermitteln Sie so den Kindern das Recht auf eine gewaltfreie Erziehung. Lesen Sie gemeinsam mit den Kindern die zehn Kinderrechte vor. Schreiben Sie diese an die Tafel oder geben Sie den Kindern das passende Arbeitsblatt 2 dazu. Vergleichen Sie diese Rechte mit denen, die Sie mit den Kindern zu Beginn der Stunde gesammelt und aufgeschrieben haben. Nutzen Sie die Arbeitsblätter, um das Gelernte zu festigen. Füllen Sie die Arbeitsblätter gemeinsam in der Klasse aus oder geben Sie den Kindern etwas als Hausaufgabe auf. Gestalten Sie den Unterricht lebendig durch die Flugszenen zwischen den Stationen. Lassen Sie die Kinder zum Beispiel Fluggeräusche machen, mit den Armen mitfliegen oder um den Tisch laufen. Binden Sie Musik aus den Ländern ein, in die Sie reisen. Zeigen Sie der Klasse Bilder von Kindern aus den jeweiligen Ländern, um die Reise persönlicher wirken zu lassen.

Im Fokus der Unterrichtseinheit "Innenpolitik im Kaiserreich ab 1871" steht die kritische Beschäftigung mit der historischen Figur des Reichskanzlers Otto von Bismarck (1871 bis 1890). Die Schülerinnen und Schüler beleuchten das politische Handeln des "Eisernen Kanzlers" aus unterschiedlichen Perspektiven. Das von Bismarck auf den Weg gebrachte "Sozialistengesetz" (1878) sowie die auf sein Betreiben hin verwirklichte Sozialgesetzgebung (1883 bis 1890) stehen besonders im Blickpunkt dieser Unterrichseinheit. Mithilfe von Bild- und Schriftquellen aus dem Internet sollen die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I und II dazu angeleitet werden, sich kritisch mit den Motiven Bismarcks im Kampf gegen die Sozialdemokratie und mit der Einführung der Sozialgesetze zu beschäftigen. Das vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) entwickelte Schulmaterial kann dabei gezielt eingesetzt werden, um Grundzüge der Bismarckschen Herrschaftstechnik der "politischen Doppelstrategie" herauszuarbeiten. Einzelne Bausteine der Unterrichtseinheit können im Geschichtsunterricht auch eigenständig durchführen werden. Geschichtsbewusstsein Die drei Sozialgesetze, wie sie am Ende des 19. Jahrhunderts im deutschen Reichstag beschlossen worden waren, standen im internationalen Vergleich auf lange Zeit konkurrenzlos da. Der in der schulischen Geschichtsdidaktik relevante Aspekt des Geschichtsbewusstseins lässt sich an der von Bismarck forcierten Sozialgesetzgebung gut darstellen. Die Krankenversicherung (1883), Unfallversicherung (1884) und Invaliditäts- und Altersversicherung (1889) markierten den Beginn einer neuartigen (deutschen) Sozialstaatspolitik und bilden bis heute die Grundlage des fünfgliedrigen staatlichen Sozialsystems der Bundesrepublik Deutschland. Ein Gespür für historische Wandelbarkeit kann mithilfe dieses Themas bei den Schülerinnen und Schülern erzeugt werden. Multiperspektivität Der Erfolg der Sozialgesetzgebung darf jedoch nicht zu einer einseitigen Betrachtung der Bismarckschen Sozialpolitik führen. Das schon zu Lebzeiten Bismarcks konstruierte Geschichtsbild des Reichskanzlers als "weitblickender und Fürsorge tragender Sozialreformer" muss schon im Unterricht der Sekundarstufe I hinterfragt und in den Kontext seiner innenpolitischen Maßnahmen zur Lösung der "Sozialen Frage" im Deutschen Kaiserreich gestellt werden. Dazu gehört es, neben den Sozialgesetzen auch Bismarcks gesetzlich angeordneten Kampf gegen die deutsche Sozialdemokratie zu thematisieren. Berücksichtigt man diese beiden Perspektiven bei der Quellenauswahl, kommt die Lerngruppe zu einem differenzierteren Urteil über Bismarcks politisches Handeln und Staatsverständnis in Bezug auf die "Soziale Frage". Der Bismarck-Mythos wird dekonstruiert. Unterrichtsverlauf und verwendete Medien Auf dieser Seite finden Sie einen Verlaufsplan der Unterrichtseinheit "Innenpolitik im Kaiserreich ab 1871". Den Schwerpunkt dieser Unterrichtseinheit für die Sekundarstufen I und II bildet die Arbeit mit Bild- und Schriftquellen aus dem Internet. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass Bismarck mit dem "Sozialistengesetz" ("Gesetz gegen die gemeingefährlichen Bestrebungen der Sozialdemokratie") vom 21. Oktober 1878 beabsichtigte, die Organisations- und Kommunikationsstrukturen der sozialdemokratischen Partei zu zerschlagen. wissen, was die Motive und die sozialpolitischen Ziele der "Kaiserlichen Botschaft" vom 17. November 1881 waren. können (in Grundzügen) den Inhalt der drei folgenden Sozialgesetze wiedergeben: Die Krankenversicherung (1883), die Unfallversicherung (1884) und die Invaliditäts- und Altersversicherung (1889). urteilen abwägend, mit welchem Ansatz Bismarck die "Soziale Frage" im Kaiserreich lösen wollte. können politische Gesetzestexte verstehen und Karikaturen interpretieren. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler schulen ihren Umgang mit unterschiedlichen historischen Quellengattungen. nutzen das Internet, um sich historisches Quellenmaterial zu erschließen. bearbeiten in Gruppen Quellentexte am Computer und schulen dadurch ihr Textverständnis. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten in Gruppenarbeit Fragen zu Geschichtsquellen gemeinsam. lernen, politische Karikaturen frei zu beschreiben und zu analysieren. Politische Karikatur Mit einer politischen Karikatur aus der Zeit des Kaiserreichs wird die Unterrichtseinheit über Bismarcks Innenpolitik eröffnet. Die Unterrichtsmethode des "stummen Impulses" setzt voraus, dass die Lerngruppe bei der eigenständigen Beschreibung und Analyse von visuellen Quellen Übung hat. Die Karikatur "Kurz oder weit?" aus der politisch-satirischen Zeitschrift "Kladderadatsch" wird an eine Wand projiziert, um die Aufmerksamkeit der gesamten Klasse zu bündeln ("Interessensfixierung"). Reproduktion und Transfer Dabei beginnen die Schülerinnen und Schüler zunächst ohne Anleitung der Lehrkraft, den nicht einfachen Inhalt der Karikatur zu beschreiben. Lediglich beim Übergang von der Reproduktion (Beschreibung der Quelle) zur Transferleistung (Analyse der Quelle) sollte die Lehrkraft Hilfestellung leisten, falls die Lerngruppe die Figur Bismarcks nicht zutreffend analysieren kann: Der Reichskanzler wird von dem ihm wohlgesonnenen Blatt als fähiger und weitblickender Sozialpolitiker charakterisiert. Dieses vom "Kladderadatsch" gezeichnete Bild Bismarcks soll zur übergeordneten Fragestellung der Unterrichtseinheit hinführen, mit der sich die Schülerinnen und Schüler auseinandersetzen werden. Kontrastive Quellen Um die Ambivalenz und das taktische Kalkül von Bismarcks politischem Handeln deutlich zu machen, ist eine kontrastive Auswahl der Textquellen von der Lehrkraft vorzunehmen. Am Ende der Sekundarstufe I sollten die Schülerinnen und Schüler damit vertraut sein, die unterschiedliche Perspektiven einer Quelle ("Sozialistengesetz" versus "Kaiserliche Botschaft") zu beschreiben, zu bewerten und in ihren historischen Kontext einordnen zu können. Bismarcks Herrschaftsführung Zur Thematik der Bismarckschen Sozial- und Innenpolitik arbeiten die Schülerinnen und Schüler mit historischen Quellen, mit deren Hilfe die von Bismarck betriebene Sozialpolitik in sein gesamtpolitisches Verständnis von Herrschaftsform und Herrschaftsführung eingeordnet werden kann. In einer zweiten Erarbeitungsphase soll sich die Klasse mit dem Inhalt der Sozialgesetze beschäftigen (Versicherungspflicht für wen genau? Finanzierung? Leistungen?). Diese Gesetze bilden die Grundlage des deutschen Sozialsystems und bieten somit für die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, Vergangenes im hier und jetzt begreifbar zu machen ("Historizitätsbewusstsein"). Textquelle 1 "Sozialistengesetz" Mit dem "Gesetz gegen die gemeingefährlichen Bestrebungen der Sozialdemokratie" (1878) wurde die Sozialdemokratie im Deutschen Kaiserreich rücksichtslos unterdrückt. Textquelle 2 "Kaiserliche Botschaft" Mit der kaiserlichen Botschaft (1881) strebte Bismarck an, die Lebens- und Arbeitsbedingungen der Arbeiterschaft zu verbessern. Textquelle 3 "Krankenversicherung" Mit der Krankenversicherung (1883) hatten Arbeiter erstmals einen Rechtsanspruch auf freie ärztliche Behandlung und Krankengeld bei Arbeitsunfähigkeit. Textquelle 4 "Unfallversicherung" Die Unfallversicherung (1884) regelte den Kostenersatz für ärztliche Behandlungen und sorgte zudem für den Ersatz des Lohnausfalls. Textquelle 5 "Altersversicherung" Mit Einführung der Invaliditäts- und Altersversicherung (1889) wurde erstmals eine - noch sehr niedrige - Altersrente an Industriearbeiter ausgezahlt. Die schriftlichen Quellen werden von den Schülerinnen und Schülern in Kleingruppen (zwei bis drei Personen) bearbeitet und anschließend im Plenum vorgestellt. Bei der Gestaltung des Tafelbildes sollte darauf geachtet werden, den doppeldeutigen Charakter von Bismarcks Sozialpolitik optisch zu betonen. Das Ziel der Unterrichtseinheit ist dann erreicht, wenn die Herrschaftstechnik des Reichskanzlers am Beispiel seiner Innen- und Sozialpolitik nachvollziehbar gemacht wurde. Besonders in der Sekundarstufe II ist eine abschließende Diskussion der zu Beginn der Unterrichtseinheit gestellten Frage "Bismarck - Ein Sozialreformer mit Weitblick?" notwendig. Auf der Basis der erworbenen Kenntnisse aus den Textquellen sollen die Schülerinnen und Schüler reflektieren, ob das in der Karikatur konstruierte (Geschichts-)Bild Bismarcks in Bezug auf die von ihm gestaltete Sozialpolitik berechtigt ist, oder eher nicht.

In dieser Unterrichtseinheit für den Biologie- und Geographie-Unterricht setzen die Lernenden sich mit der Bedeutung des Waldes im Hinblick auf den Klimawandel auseinander. Mit Satellitenbildern ermitteln sie die Fläche der Wälder in Deutschland, bestimmen deren Kohlenstoffdioxid-Assimilation und diskutieren mögliche Ausgleichsmaßnahmen für den Ausstoß des Treibhausgases. Der anthropogen erzeugte Klimawandel ist ein viel diskutiertes Thema. In dieser Unterrichtseinheit sollen sich die Lernenden jedoch nicht mit seinen Folgen auseinandersetzen, sondern mit der Kohlenstoffdioxid bindenden Funktion des Waldes und dem damit verbundenen positiven Einfluss auf die Folgen des Klimawandels. Mithilfe von Satellitenbildern messen sie Flächen in Deutschland aus und erhalten erste Einblicke in die Methodik der Fernerkundung (Kartenerstellung, Klassifikation). So können sie die Größe der Waldflächen und damit deren Bedeutung vor dem Hintergrund des Klimawandels ermitteln. Die Unterrichtseinheit ist im Rahmen des Projekts "Fernerkundung in Schulen" (FIS) am Geographischen Institut 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. In der Unterrichtseinheit zum Themenfeld Klimawandel wird das Verständnis grundlegender Funktionen des Waldes sowie deren Bedeutung in Bezug auf den Klimawandel und seine Folgen vermittelt. In diesem Zusammenhang wird geklärt, ob der Wald in Deutschland als Kohlenstoffsenke ausreicht, um den landesweiten Ausstoß an Kohlenstoffdioxid zu kompensieren. Als wissenschaftliche Grundlage dient eine Einführung in die Methodik der Fernerkundung, mit deren Hilfe die Schülerinnen und Schüler das Ausmaß der Waldflächen in Deutschland ermitteln und dabei einen ersten Einblick in die Erstellung von Karten gewinnen. Inhalte und Einsatz der Lernumgebung im Unterricht Hier erhalten Sie Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung "Der Wald als Klimaretter!?". Screenshots veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zu dem Themenfeld "Wald, Klimawandel und Fernerkundung". Die Schülerinnen und Schüler können erklären, wie und wofür Waldflächen mit Satellitenbildern erfasst werden können. bewerten die Bedeutung des Waldes als Kohlenstoffdioxid-Speicher. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit "Der Wald als Klimaretter!?" bedient sich der spezifischen Möglichkeiten des Computers, um die Thematik des Klimawandels durch Animation und Interaktion zu vermitteln. Den Lernenden wird der Rechner nicht als reines Informations- oder Unterhaltungsgerät, sondern als nützliches Werkzeug nähergebracht. Die interaktive Lernumgebung ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Auf Windows-Rechnern wird das Modul durch Ausführen der Datei "WaldCO2_Startmanager.exe", unter anderen Betriebssystemen durch Klick auf die Datei "WaldCO2_Startmanager.swf" gestartet. Dafür ist der Adobe Flash Player ( kostenloser Download ) notwendig. Die Lernumgebung "Der Wald als Klimaretter!?" gliedert sich in drei inhaltlich aufeinander aufbauende Bereiche: die Einführung in das Thema sowie die beiden weiterführenden Teilbereiche "Infrarot" und "Wald-Karte". Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der linken Leiste eingeblendet. Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik liefert und die übergeordnete Aufgabestellung benennt, gliedert sich der Hauptteil in zwei fachliche Sequenzen, die neue Aufgaben und Info-Boxen mit Hintergrundinformationen enthalten (Abbildung 1, Platzhalter bitte anklicken). Den Abschluss eines jeden Bereichs bildet ein Quiz. Erst nach dem Bestehen dieser kleinen Übung wird der jeweils folgende Teil der Lernumgebung zugänglich und erscheint in der Seitenleiste. Danach ist auch ein Springen zwischen den Teilbereichen möglich. Ergänzt wird das Modul durch Tutorials, die die Nutzung der Lernumgebung veranschaulichen. Arbeit in Zweierteams Der Ablauf der Unterrichtsstunden wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die Inhalte der Lernumgebung. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbstständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz (Partnerarbeit). Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. 1. Einführung Der erste Bereich der Lernumgebung wird nach ihrem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist der Professor an seinem Schreibtisch vor dem Computer mit einer Zeitung und einem Brief zu sehen (Abbildung 2, Platzhalter bitte anklicken). Die Schülerinnen und Schüler "blättern" interaktiv in der Zeitung und lesen den Brief (das Handsymbol dient zur Navigation). Dabei erhalten sie erste Informationen zum Thema Klimawandel und dem Zusammenhang mit der möglichen Bedeutung von Wäldern. Der Brief gibt Hinweise darauf, welche weiteren Informationen nun benötigt werden. Dafür steht auch eine Info-Box zur Verfügung. 2. Das Infrarot Dieser Teil der Lernumgebung startet mit einem Tutorial, das die Schülerinnen und Schüler mit dem Umgang des Moduls vertraut macht. Fachlich setzen sich die Lernenden hier mit den Eigenschaften von Infrarotbildern und der Darstellung von Vegetation in Satellitenbildern auseinander. Ein Satellitenbild von Deutschland sowie ein Overlay mit den Grenzen der Bundesländer (Abbildung 3) können ganz einfach geladen werden, indem man sie in das Hauptfeld der Lernumgebung zieht. Die Info-Box (Abbildung 4) informiert die Schülerinnen und Schüler über die Besonderheiten von Infrarotbildern und macht ihre Vorteile bei der Untersuchung von Vegetationsflächen deutlich. Ein erster Aufgabenteil wird hier bearbeitet. Ein Quiz schließt auch dieses Modul ab und leitet zum letzten Teil der Lernumgebung über. 3. Waldkarte Auch dieser Bereich startet mit einem Tutorial. Hier stehen den Schülerinnen und Schülern nun vier Satellitenbilder zur Verfügung, die Deutschland zu den vier Jahreszeiten zeigen (Abbildung 5). Auch das Overlay mit den Ländergrenzen kann geladen werden. Mithilfe des Pipetten-Werkzeugs sollen die Lernenden nun als Wälder identifizierte Fläche markieren und so aus dem Satellitenbild eine "Waldkarte" erstellen. Auf diese Weise wird die gesamte Waldfläche Deutschlands ermittelt und es kann berechnet werden, wie viel Kohlenstoffdioxid Deutschlands Wälder binden. Auf dieser Grundlage sollen die Jugendlichen über die Bedeutung des Waldes in Bezug auf den Klimawandel und dessen Folgen diskutieren. Ist zum Beispiel der Wald in Deutschland als Kohlenstoffsenke in der Lage, den landesweiten Ausstoß an Kohlenstoffdioxid zu kompensieren? Nach dem Bestehen des Quiz ist die Bearbeitung der Lernumgebung abgeschlossen.

In dieser Unterrichtseinheit zum Themenkomplex Temperatur und Energie unterscheiden die Lernenden mithilfe von Thermalbildern Oberflächen unterschiedlicher Temperatur voneinander. Dabei lernen sie den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur, spezifischer Wärmekapazität und weiteren thermalen Objekteigenschaften kennen.Klimatisch unterscheiden sich Städte stark von ihrem Umland. Am Beispiel von Berlin sollen Lernende die Temperaturunterschiede in der Großstadt am Tag und in der Nacht erklären und bewerten. Eingebettet in diesen Kontext erkennen sie den Zusammenhang von Sonnenstrahlung und Wärmeenergie. Die von der Erde abgestrahlte Wärmeenergie wird von Satellitensensoren aufgenommen und in Thermalbildern visualisiert. Diese dienen den Schülerinnen und Schülern als Grundlage für ihre Untersuchungen. Darüber hinaus erhalten sie erste Einblicke in die Methodik der Fernerkundung (Kartenerstellung, Klassifikation). Die Unterrichtseinheit entstand im Rahmen des Projekts Fernerkundung in Schulen (FIS) am Geographischen Institut 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.Diese Unterrichtseinheit zum Themenfeld Temperatur und Energie soll die klimatischen Besonderheiten einer Großstadt verdeutlichen. Als wissenschaftliche Grundlage dient eine Einführung in die Methodik der Fernerkundung, mit deren Hilfe die Schülerinnen und Schüler in der Lernumgebung Temperaturunterschiede bestimmen und erste Einblicke in die Erstellung von Karten gewinnen. Inhalte und Einsatz im Unterricht Hinweise zum Aufbau der Lernumgebung "Summer in the City". Screenshots veranschaulichen die Funktionen und die interaktiven Übungen zum Themenfeld Temperatur und Energie. Die Schülerinnen und Schüler können die Begriffe Spezifische Wärmekapazität, Reflexion und Absorption mit eigenen Worten erklären. können verschiedene Stoffe und Oberflächen anhand ihrer spezifischen Wärmekapazität einordnen. können die Erwärmung verschiedener Oberflächen im Tagesgang bewerten. können die Temperaturunterschiede verschiedener Oberflächen in Thermalbildern von Tag- und Nachtaufnahmen erkennen und benennen. können Thermalbilder auswerten, interpretieren und bewerten. Computereinsatz und technische Voraussetzungen Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um den Themenkomplex Temperatur und Energie durch Animation und Interaktion zu vermitteln. Den Lernenden wird der Computer nicht als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern als nützliches Werkzeug nähergebracht. Die interaktive Lernumgebung "Summer in the City" ist ohne weiteren Installationsaufwand lauffähig. Auf Windows-Rechnern wird das Modul durch Ausführen der Datei "SummerInTheCity.exe", unter anderen Betriebssystemen durch Klick auf die Datei "SummerInTheCity.swf" gestartet. Dafür ist der Adobe Flash Player ( kostenloser Download ) notwendig. Der jeweils aktivierte Bereich wird auf der linken Leiste der Lernumgebung eingeblendet (Abbildung 1, Platzhalter bitte anklicken). Während der erste Teil einen Einblick in die Thematik Temperatur und Energie liefert und eine übergeordnete Aufgabestellung benennt, gliedert sich der Hauptteil in zwei thematische Sequenzen, die neue Aufgaben sowie Info-Boxen mit Hintergrundinformationen enthalten. Den Abschluss eines jeden Bereichs bildet ein Quiz. Erst nach dem Bestehen dieser kleinen Übung wird der jeweils folgende Teil der Lernumgebung zugänglich und erscheint in der Seitenleiste. Danach ist auch ein Springen zwischen den Teilbereichen möglich. Ergänzt wird das Modul durch Tutorials, die die Nutzung der Lernumgebung veranschaulichen. Arbeit in Zweierteams Der Ablauf der Unterrichtsstunden wird durch die Struktur des Computermoduls vorgegeben. In Zweierteams erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler die drei Teilbereiche der Lernumgebung. Der Unterricht beginnt jeweils mit einer Erläuterung des Moduls und gegebenenfalls der Aufgabenstellung. Dann folgt die selbstständige Erarbeitung und Überprüfung der Kenntnisse im Quiz (Partnerarbeit). Abschließend können die Ergebnisse jeder Stunde noch einmal im Plenum gebündelt werden. 1. Einstieg Der erste Bereich des Moduls wird nach dem Start automatisch geladen. Zu Beginn ist ein Professor zu sehen, der sich mit einem Getränk erfrischt, während er im Radio eine Hitzemeldung hört (siehe Abbildung 1). Mithilfe der Infobox (Abbildung 2) erhalten Schülerinnen und Schüler Hintergrundinformationen zum Thema "Spezifische Wärmekapazität". Ein kurzes Quiz schließt den einführenden Teil ab. Erst nach der Beantwortung der Fragen wird der folgende Bereich der Lernumgebung zugänglich. Der zweite Teil beginnt mit einem Tutorial, das die Lernenden in die Nutzung der Lernumgebung einweist. Inhaltlich beschäftigen sie sich mit der Darstellungsform von Thermalbildern und vergleichen die Temperaturunterschiede verschiedener Landoberflächen bei Tag. Ein Thermalbild sowie eine Landnutzungskarte können in das Hauptfeld gezogen und untersucht werden. Die Info-Box gibt Auskunft über die Besonderheit von Thermalbildern (Abbildung 3) und macht die Vorteile dieser Technologie deutlich. Ein Quiz schließt die Bearbeitung des Moduls ab und leitet zum letzten Teil der Lernumgebung über. Hier stehen den Lernenden neben den am Tag aufgenommenen Bildern auch Thermalbilder zur Verfügung, die dieselben Orte während der Nacht zeigen (Abbildung 4). Die Schülerinnen und Schüler sollen die Bilder vergleichen, mithilfe des Pipetten-Werkzeugs Flächen markieren und auf diese Weise unterschiedlich temperierte Flächen kartografisch herausarbeiten. Abschließend soll die übergeordnete Frage beantwortet werden, welcher Ort im Sommer als Aufenthaltsort am angenehmsten ist. Nach dem Absolvieren des Quiz haben die Lernenden das Modul erfolgreich beendet.

Schülerinnen und Schüler untersuchen mit einem Fallkapselsystem die Veränderungen einer Kerzenflamme, wenn Gravitation in Mikrogravitation übergeht. Sie erstellen Videofilme und werten diese aus.Zu den ersten wissenschaftlichen Experimenten, die unter Mikrogravitationsbedingungen in einer Raumstation durchgeführt wurden, gehörte die Untersuchung einer Kerzenflamme. Ähnliche Experimente können in der Schule auch mit einem Fallkapselsystem durchgeführt werden, dessen Aufbau in dem Beitrag Mikrogravitation - Experimente im freien Fall ausführlich beschrieben wird. Der hier vorgestellte Versuch führt zu überraschenden Ergebnissen bezüglich der Bildung von Rußpartikeln unter den Bedingungen der Mikrogravitation.Wenn Schülerinnen und Schüler im Internet nach Phänomenen der Mikrogravitation suchen, werden sie auf faszinierende Bilder von Kerzenflammen stoßen, die kugelförmig und blau leuchten. Sie können die Entstehung des Phänomens gut verstehen, wenn sie eigene Experimente mit einem Fallkapselsystem durchführen. Zuvor müssen sie die Vorgänge in einer unter normalen Gravitationsbedingungen brennenden Kerze kennen lernen. Bei den Fallexperimenten werden sie im Flammenbereich interessante Strukturen entdecken, die nicht in Lehrbüchern zu finden sind. Sie können die Bildung von Ruß bei Mikrogravitation beobachten. Grundlagen, Ergebnisse und Deutung des Versuchs Videobilder dokumentieren die Veränderungen der Flamme bei Eintritt der Mikrogravitation. Neben der Deutung der Effekte finden Sie hier weiterführende Fragen, die die Lernenden zu eigenständigem Experimentieren anregen. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Kerzenflamme vor und nach dem Start der Fallkapsel mit einer Digitalkamera filmen und aus den Videofilmen mit einem Computerprogramm Videobilder extrahieren können. die Struktur einer unter normalen Gravitationsbedingungen leuchtenden Kerzenflamme beschreiben und die Vorgänge in den charakteristischen Flammenzonen darstellen können. die Veränderung der Gestalt der Kerzenflamme beim Übergang zur Mikrogravitation beschreiben und erklären können. die Ursache für die vermehrte Bildung von Rußpartikeln beim Übergang zur Mikrogravitation nennen können. Thema Das Herz einer Kerzenflamme bei Mikrogravitation Autor Dr. Volker Martini Fach Physik Zielgruppe Jahrgangsstufen 9-11 Zeitraum 2 Doppelstunden oder freie Zeiteinteilung außerhalb des Unterrichts Technische Voraussetzungen Mikrogravitation - Experimente im freien Fall mit Digitalkamera; Computerprogramm zum Extrahieren von Videobildern aus einem Videofilm (MAGIX Video deluxe 15 oder vergleichbare Software) Für die Experimente bei Mikrogravitation ist die dunkle Zone, also das "kalte Herz" der Flamme, von besonderem Interesse. Eine Flamme lässt sich grob in drei Zonen gliedern: Eine blau leuchtende Zone (1), eine dunkle Zone (2) und eine weißlich-gelb leuchtende Zone (3). Die blau leuchtende Zone umgibt kelchförmig den unteren Teil der Flamme. Hier wird ein Teil des Paraffins vollständig zu Wasser und Kohlenstoffdioxid verbrannt. Die dunkle Zone ist gefüllt mit verdampftem Paraffin. Im oberen Teil dieser Zone beginnt infolge des Sauerstoffmangels die Pyrolyse des Paraffins, bei der Kohlenstoffpartikel entstehen. In der weißlich-gelb leuchtenden Zone schreitet die Pyrolyse weiter fort. Die entstehenden Kohlenstoffpartikel glühen und strahlen Licht und Wärme ab. An der Grenze zur umgebenden sauerstoffreichen Luft verbrennen die Kohlenstoffpartikel größtenteils zu Kohlenstoffdioxid. Abb. 2 zeigt das Videobild einer Kerzenflamme, das 0,167 Sekunden nach dem Start des Fallkapselsystems aufgenommen wurde. Man sieht eine kugelförmige Kerzenflamme mit einer kleinen "Krone" aus hell leuchtenden Partikeln, die aus der Flammenkugel herausragt. Dabei handelt es sich um glühende Rußpartikel, die im Zentrum der Kerzenflamme, ihrem "kalten Herz", gebildet wurden. Die Veränderungen der Kerzenflamme sind in Abb. 3 zu sehen. Die Bildserien wurden vor dunklem und vor hellem Hintergrund aufgenommen. Normale Gravitationsbedingungen Vor dem Start hat die Kerzenflamme die vertraute nach oben weisende kegelförmige Gestalt. Die heißen Gase in ihr sind leichter als die umgebende Luft und streben, angetrieben durch die Auftriebskraft, nach oben. Die dabei entstehende Konvektionsströmung versorgt die Flamme mit Sauerstoff aus der umgebenden Luft. Verkürzung der Flamme und Rußbildung Nach dem Start der Fallkapsel wird die Kerzenflamme kugelförmig und dunkler. Mit der Gravitationskraft verschwindet auch die durch sie verursachte Auftriebskraft. Die heißen Gase streben nicht mehr nach oben und die Flamme wird nicht mehr so gut mit Sauerstoff versorgt. Wegen der wegfallenden Konvektion muss der für die Verbrennung notwendige Sauerstoff durch die viel langsamere Diffusion bereitgestellt werden. Die Temperatur der Kerzenflamme sinkt und fällt unter den für die vollständige Verbrennung von Kohlenstoff notwendigen Mindestwert von 1.000 Grad Celsius. Es bilden sich Partikel aus nicht verbranntem Kohlenstoff. Die Kerzenflamme bildet vermehrt Ruß. Zeitverlauf In den Videobildern von Abb. 3 lässt sich gut verfolgen, wie sich nach dem Start des Fallkapselsystems in der Kerzenflamme relativ große Rußpartikel bilden. Bereits nach 0,1 Sekunden hat sich die helle Flammenzone zurückgebildet. Übrig bleibt die kugelförmige dunkle Zone mit einer aufgesetzten zylindrischen Struktur. Einzelne Partikel lassen sich noch nicht identifizieren. Nach 0,2 Sekunden erscheinen vor dunklem Hintergrund im oberen zylindrischen Teil der Flamme, der sich zum Docht hin kegelförmig erweitert, hell leuchtende, glühende Kohlenstoffpartikel. Ihr Durchmesser liegt in einer Größenordnung von 100 Mikrometern. Vor hellem Hintergrund sind diese Partikel nicht zu sehen. Hingegen erscheinen dort auf dem Mantel der inneren kegelförmigen Struktur dunkle Schleier, die auf kältere Kohlenstoffpartikel hindeuten. Nach 0,3 Sekunden ist die Anzahl leuchtender Partikel deutlich zurückgegangen. Es erscheinen vermehrt größere und dunkle Partikel, die vor hellem Hintergrund besonders gut zu sehen sind. Die Flamme rußt. Die Produktion der Rußpartikel konzentriert sich auf wenige Bereiche der Flamme. Auffallend ist eine in der Mitte der Flamme vom Docht ausgehende schmale Spur besonders großer Partikel. Die folgenden Fragen geben den Schülerinnen und Schülern Anregungen für vertiefende Untersuchungen. Von besonderer Bedeutung sind Fragen, die durch eigenständiges Experimentieren beantwortet werden können: Wie viele dunkle Rußpartikel, die größer als 50 Mikrometer sind, werden beim Fallexperiment gebildet? Welchen Durchmesser hat das größte Rußpartikel? Mit welcher Geschwindigkeit bewegen sich die Rußpartikel nach oben? Welches Bild liefert die Kerzenflamme im Fallversuch, wenn man die Kerze so dreht, dass der Docht nach hinten oder nach vorne weist? In dem Versuch wird eine Kerze aus Paraffin verwendet. Gibt es Unterschiede, wenn man stattdessen Kerzen aus Stearin oder Bienenwachs einsetzt? Neues entdecken So erfahren Schülerinnen und Schüler beispielhaft die unschätzbare Bedeutung von Experimenten, wenn es darum geht, komplexe Vorgänge besser verstehen zu können. Zudem ist die Chance groß, dass sie bei der Untersuchung der Fragen auch auf ganz neue Effekte stoßen.

Schülerinnen und Schüler entwickeln für ein Fallkapselsystem eine Versuchsanordnung, mit der sie die Bewegung eines auf Kapuzinerkresse lagernden Wassertropfens bei Eintritt von Mikrogravitation untersuchen können. Sie erstellen Videofilme und werten diese aus. Ein Wassertropfen, der auf einem Blatt Kapuzinerkresse lagert, löst sich beim Übergang zur Mikrogravitation von dem Blatt und steigt, in sich schwingend, langsam auf. Die Kapuzinerkresse zeigt einen Lotus-Effekt, der verhindert, dass der Wassertropfen am Blatt haften bleibt. Die Schülerinnen und Schüler können mit einem Fallkapselsystem die unterschiedlichen Phasen der Bewegung detailgenau untersuchen. Mikrogravitations-Experimente können in der Schule mit einem System durchgeführt werden, dessen Aufbau in dem Beitrag Mikrogravitation - Experimente im freien Fall ausführlich beschrieben wird. Besonders faszinierende Phänomene der Mikrogravitation bieten frei im Raum schwebende Flüssigkeiten. Mit dem Fallkapselsystem lässt sich dies besonders gut bei Quecksilber untersuchen, weil sich ein Quecksilbertropfen im Fallexperiment ohne Haftung vom Boden des Aufbewahrungsgefäßes löst und dann frei im Raum schwebt. Allerdings sollten Experimente mit Quecksilber in der Schule vermieden werden. Wesentlich einfacher und absolut ungefährlich sind vergleichbare Versuche mit Wassertropfen. Das Problem, dass bei einem Fallexperiment ein Wassertropfen im Gegensatz zu einem Quecksilbertropfen normalerweise am Untergrund haften bleibt, lässt sich sehr einfach umgehen. Dazu platziert man den Wassertropfen auf einem Blatt der Kapuzinerkresse. Diese Pflanze zeigt den so genannten Lotus-Effekt. Er verhindert, dass Wasser und auch andere Flüssigkeiten an der Blattoberfläche haften, und ist auf eine besondere Oberflächenstruktur zurückzuführen. Aufbau, Ergebnisse und Deutung des Versuchs Videobilder dokumentieren die Veränderungen des Wassertropfens bei Eintritt der Mikrogravitation. Neben der Deutung der Effekte finden Sie hier weiterführende Fragen, die die Lernenden zu eigenständigem Experimentieren anregen. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Experimentiermodul für die Fallkapsel konstruieren können, mit dem sie die Bewegung eines auf einem Blatt Kapuzinerkresse lagernden Wassertropfens bei Mikrogravitation untersuchen können. die Bewegung des Wassertropfens nach dem Start der Fallkapsel mit einer Digitalkamera filmen können und aus den Videofilmen mit einem Computerprogramm Videobilder extrahieren können. die Verwendung von Kapuzinerkresse als Unterlage für den Tropfen begründen können. die Steigbewegung des Tropfens nach dem Start des Fallkapselsystems mit der Rückbildung seiner elastischen Verformung und der elastischen Verformung der Kapuzinerkresse erklären können. die Bewegung und Verformung des Wassertropfens beim Aufprall des Fallkapselsystems aus der Sicht eines Beobachters in der Fallkapsel beschreiben und erklären können. Thema Bewegung eines Wassertropfens bei Mikrogravitation Autor Dr. Volker Martini Fach Physik Zielgruppe Jahrgangsstufen 9-11 Zeitraum 2 Doppelstunden oder freie Zeiteinteilung außerhalb des Unterrichts Technische Voraussetzungen Mikrogravitation - Experimente im freien Fall mit Digitalkamera; Computerprogramm zum Extrahieren von Videobildern aus einem Videofilm (MAGIX Video deluxe 15 oder vergleichbare Software) Das von den Schülerinnen und Schülern entwickelte Experimentiermodul besteht aus einer einfachen Halterung für das Blatt der Kapuzinerkresse. Auf einem Holzstück wird ein Dichtungsring montiert, der als Unterlage für das Blatt dient. Der Dichtungsring steht etwas über, so dass eine Lücke zwischen Holz und Dichtungsring entsteht. Der Stiel des Blattes wird durch diese Lücke geführt und mit Klebestreifen am Holz fixiert. Dabei entsteht in der Mitte des Blattes eine Mulde, in der der Wassertropfen ausreichend stabil gelagert werden kann. Ausgangssituation Abb. 1 zeigt drei Phasen eines Experiments mit einem gefärbten Wassertropfen. Zunächst liegt der Tropfen im Zentrum des Blattes (a). Er wird durch die Oberflächenspannung zusammengehalten. Die Gravitationskraft drückt ihn gegen das Blatt und gibt ihm die Form eins Ellipsoides, das an der Auflagefläche abgeplattet ist. In der Nähe des Blattes wölbt sich die Oberfläche nach innen, was auf den Lotus-Effekt zurückzuführen ist. Das Blatt der Kapuzinerkresse wird durch das Gewicht des Wassertropfens leicht nach unten gedrückt und elastisch verformt. Start der Fallkapsel Mit dem Start des Kapselsystems wird die Gravitationskraft ausgeschaltet. Der Tropfen zieht sich zusammen und die elastische Verformung des Blattes bildet sich zurück. Beide Effekte führen dazu, dass der Tropfen angehoben wird und einen nach oben gerichteten Impuls erhält. Er löst sich vom Blatt (b) und steigt in der Kapsel mit konstanter Geschwindigkeit nach oben, wobei sich seine Form schwingend verändert. Aufprall der Kapsel Das Fallkapselsystem wird mit dem Aufprall am Boden abrupt gebremst. Aus der Sicht eines imaginären Beobachters in der Kapsel, repräsentiert durch die Digitalkamera, wird in diesem Moment der Wassertropfen sehr stark nach unten beschleunigt. Aus seiner Sicht kann im Vergleich zur kurz zuvor vorherrschenden Mikrogravitation als Ursache Makrogravitation angenommen werden. Sie ist um ein Vielfaches größer als die normale Erdgravitation. Der Wassertropfen prallt schließlich mit Wucht auf das Blatt der Kapuzinerkresse (c). Man sieht, wie der Wassertropfen zu einem dünnen Film auseinandergepresst wird und zur Seite wegspritzt. Die folgenden Fragen geben den Schülerinnen und Schülern Anregungen für vertiefende Untersuchungen. Von besonderer Bedeutung sind Fragen, die durch eigenständiges Experimentieren beantwortet werden können: Wie groß sind Geschwindigkeit und kinetische Energie des aufsteigenden Wassertropfens? Ein anfangs kugelförmiger Wassertropfen wird bei der Lagerung auf dem Blatt der Kapuzinerkresse verformt. Hierbei wird potentielle Energie in Spannungsenergie umgewandelt. Wie groß ist die Spannungsenergie? Wird beim Start des Fallkapselsystems die Spannungsenergie des Wassertropfens vollständig in Bewegungsenergie umgewandelt? Wie groß sind Frequenz und Amplitude der Eigenschwingung des Tropfens? Wie ändern sich diese Größen, wenn man größere Tropfen wählt? Wie ändert sich die Bewegung des Tropfens, wenn man die Viskosität der Flüssigkeit durch Zugabe von Glycerin erhöht? Neues entdecken So erfahren Schülerinnen und Schüler beispielhaft die unschätzbare Bedeutung von Experimenten, wenn es darum geht, komplexe Vorgänge besser verstehen zu können. Zudem ist die Chance groß, dass sie bei der Untersuchung der Fragen auch auf ganz neue Effekte stoßen.

Schülerinnen und Schüler entwickeln für ein Fallkapselsystem eine Versuchsanordnung, mit der sie die Bewegung einer Stahlkugel und einer Luftblase in Glycerin mit und ohne Gravitation untersuchen können. Sie erstellen Videofilme und werten diese aus. Ein ins Wasser gefallener Stein sinkt nach unten, während eine dabei entstehende Luftblase nach oben steigt. Beide Bewegungen werden durch die Gravitationskraft verursacht. Die Auswirkungen, die ein plötzlicher Wegfall der Gravitationskraft auf die Sink- und Steigbewegung von Objekten in Flüssigkeiten hat, können Schülerinnen und Schüler mit einem Fallkapselsystem untersuchen. Als Beispiel wird die Bewegung einer Stahlkugel und einer Luftblase in Glycerin betrachtet. Mikrogravitations-Experimente können in der Schule mit einem System durchgeführt werden, dessen Aufbau in dem Beitrag Mikrogravitation - Experimente im freien Fall ausführlich beschrieben wird. Schülerinnen und Schüler verbinden mit dem Begriff Schwerelosigkeit häufig bewegungsloses Schweben im Raum. Dies lässt sich mit dem Fallkapselsystem schwer realisieren, weil frei bewegliche Objekte beim Startvorgang nahezu unvermeidlich einen Impuls erhalten und sich somit im Raum gleichförmig bewegen. Ein bewegungsloser Schwebezustand lässt sich jedoch leicht herstellen, wenn man den Körper in eine Flüssigkeit einbettet, denn dadurch wird der Anfangsimpuls des Objekts durch Reibung schnell abgebaut. Aufbau, Ergebnisse und Deutung des Versuchs Videobilder dokumentieren die Veränderungen des Verhaltens von Stahlkugel und Luftblase bei Eintritt der Mikrogravitation. Neben der Deutung der Effekte finden Sie hier weiterführende Fragen, die die Lernenden zu eigenständigem Experimentieren anregen. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Experimentiermodul für eine Fallkapsel konstruieren können, mit dem sie die Sinkbewegung einer Stahlkugel und die Steigbewegung einer Luftblase in Glycerin beobachten können. die Bewegung von Luftblase und Stahlkugel vor und nach dem Start der Fallkapsel mit einer Digitalkamera filmen können und aus den Videofilmen mit einem Computerprogramm Videobilder extrahieren können. die Bewegung von Stahlkugel und Luftblase in Glycerin bei normaler Gravitation mit den Kräften der Gravitation, des Auftriebs und der Reibung erklären können. erklären können, warum Stahlkugel und Luftblase bei Mikrogravitation bis zum Stillstand abgebremst werden. Thema Bewegung einer Stahlkugel und einer Luftblase in Glycerin bei normaler Gravitation und bei Mikrogravitation Autor Dr. Volker Martini Fach Physik Zielgruppe Jahrgangsstufen 9-11 Zeitraum 2 Doppelstunden oder freie Zeiteinteilung außerhalb des Unterrichts Technische Voraussetzungen Mikrogravitation - Experimente im freien Fall mit Digitalkamera; Computerprogramm zum Extrahieren von Videobildern aus einem Videofilm (MAGIX Video deluxe 15 oder vergleichbare Software) Der Versuchsaufbau ist in Abb. 1 dargestellt: Stahlkugel (1), Drahtsperre (2), Glycerin (3), Luftblase (4), Luftkammer (5), Zuflussrohr (6). Das quaderförmige Gefäß aus durchsichtigem Plastik ist mit Glycerin gefüllt. Am Boden befindet sich eine Luftkammer mit zwei röhrenförmigen Öffnungen, von denen eine seitlich und die andere oben angebracht ist. Durch die seitliche Öffnung fließt Glycerin in die Kammer, welches die darin befindliche Luft durch die obere Öffnung drückt. Dort entstehen Luftblasen, die im Glycerin aufsteigen. Die Anzahl der pro Sekunde gebildeten Luftblasen hängt davon ab, wie schnell das Glycerin in die Kammer fließt. Dies lässt sich durch Röhrchen mit verschiedenen Querschnitten regulieren. In den oberen Teil des mit Glycerin gefüllten Gefäßes ragt eine Röhre, durch welche die Stahlkugel fallen kann. Die Röhre ist vor dem Start des Experiments durch einen lose angebrachten Sperrdraht verschlossen. In der Startposition des Fallkapselsystems lässt man Luftblasen im Glycerin aufsteigen und startet die Videokamera. Dann entfernt man den Sperrdraht und die Stahlkugel fällt in das Glycerin. Man wartet noch einen kurzen Moment, bis die Stahlkugel etwa die halbe Strecke im Glycerin zurückgelegt hat und lässt dann das Fallkapselsystem frei fallen. Sinkende Stahlkugel und aufsteigende Luftblase Abb. 2 zeigt Videobilder von Luftblase und Stahlkugel kurz vor und nach dem Start des Fallkapselsystems. Links ist ein Maßstab zu sehen. Auf dem ersten Bild, das 0,6 Sekunden vor dem Start aufgenommen wurde, befinden sich Luftblase und Stahlkugel seitlich gegeneinander versetzt ungefähr in der Bildmitte. Auf den drei folgenden Videobildern, die in einem zeitlichen Abstand von je 0,2 Sekunden aufgenommen wurden, ist zu erkennen, dass die Stahlkugel mit konstanter Geschwindigkeit sinkt. Auch die aufsteigende Luftblase bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit. Das vierte Bild wurde zum Zeitpunkt des Starts aufgenommen. Vergleicht man dieses Bild mit den beiden folgenden, so sieht man, dass Stahlkugel und Luftblase gleich zu Beginn der einsetzenden Mikrogravitation abrupt gestoppt werden und sich nicht mehr bewegen. Entstehende Luftblase Am unteren Rand der Videobilder sieht man die Austrittsöffnung der Luftkammer mit einer sich neu bildenden Luftblase. Anfangs vergrößert sich die Luftblase gleichmäßig von Bild zu Bild. Nach dem Start des Fallkapselsystems wächst sie schnell an und wird größer als die zuvor aufgestiegenen Luftblasen. Verhalten der Stahlkugel bei normaler Gravitation Nach dem Eintauchen der Stahlkugel in das Glycerin erfährt sie neben der Gravitationskraft eine Auftriebskraft, die ebenfalls auf die Gravitation zurückzuführen ist. Beide entgegengesetzt gerichteten Kräfte wirken in ihrer Summe nach unten. Hinzu kommt eine nach oben gerichtete Reibungskraft, die im Gegensatz zu den beiden erstgenannten Kräften geschwindigkeitsabhängig ist. Kurz nach dem Eintauchen der Stahlkugel in das Glycerin stellt sich ein Gleichgewicht der Kräfte ein, bei dem die im Experiment beobachtete gleichbleibende Geschwindigkeit erreicht wird. Verhalten der Luftblase in Glycerin bei normaler Gravitation Auch für die aufsteigende Luftblase besteht ein Gleichgewicht zwischen der nach oben wirkenden Auftriebskraft und der diesem Fall nach unten wirkenden Reibungskraft. Die auf die eingeschlossene Luft wirkende Gravitationskraft kann man vernachlässigen. Dies hat zur Folge, dass sich die Luftblase ebenfalls mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Stahlkugel und Luftblase in Glycerin bei Mikrogravitation Nach dem Start des Fallkapselsystems entfallen die Gravitationskraft und die durch sie bedingte Auftriebskraft. Die einzig verbleibende Reibungskraft bremst Stahlkugel und Luftblase schnell ab. Entstehende Luftblase bei Mikrogravitation Die Luftblase, die sich an der Austrittsöffnung der Luftkammer bildet, wächst zunächst gleichmäßig an, weil infolge des hydrostatischen Drucks Glycerin durch die seitliche Öffnung in die Kammer gepresst wird. Die unter erhöhtem Druck stehende Luft tritt durch die obere Öffnung aus, weil hier der hydrostatische Druck wegen der höheren Lage etwas geringer ist als in der seitlichen Öffnung. Nach dem Start des Fallkapselsystems verschwindet mit dem Wegfall der Gravitation auch der hydrostatische Druck im Glycerin. Die in der Luftkammer nach wie vor unter Druck stehende Luft bläht die Luftblase weiter gegen einen geringeren Widerstand auf, der jetzt im Wesentlichen von der Oberflächenspannung des Glycerins herrührt. Wegen der fehlenden Auftriebskraft bewegt sie sich nicht mehr nach oben. Die folgenden Fragen geben den Schülerinnen und Schülern Anregungen für vertiefende Untersuchungen. Von besonderer Bedeutung sind Fragen, die durch eigenständiges Experimentieren beantwortet werden können: Mit welcher Geschwindigkeit sinkt die Stahlkugel? Wie groß ist die Viskosität des verwendeten Glycerins, wenn man das Reibungsgesetz von Stokes zugrunde legt? Welche Temperatur hat das Glycerin? Gilt das Reibungsgesetz von Stokes auch für die Luftblase? Wie ändert sich das Verhalten von Stahlkugel und Luftblase, wenn man das Glycerin mit Wasser verdünnt? Die aufsteigenden Luftblasen verursachen in der Flüssigkeit eine Strömung. Wie lässt sich diese nachweisen? Beeinflusst die Strömung das Sinkverhalten der Stahlkugel? Wie ändert sich die Strömung in der Flüssigkeit beim Übergang zur Mikrogravitation? Verwendet man statt Glycerin Wasser, so sind die Luftblasen kurz nach dem Verlassen der Luftkammer nicht kugelförmig. Welche Formen treten auf und wie ändern sich diese Formen beim Übergang zur Mikrogravitation? Wenn die Luftblasen im Glycerin die Oberfläche erreichen, bilden sich halbkugelförmige Luftblasen, die auf der Oberfläche schwimmen. Was geschieht mit diesen Luftblasen beim Übergang zur Mikrogravitation? Neues entdecken So erfahren Schülerinnen und Schüler beispielhaft die unschätzbare Bedeutung von Experimenten, wenn es darum geht, komplexe Vorgänge besser verstehen zu können. Zudem ist die Chance groß, dass sie bei der Untersuchung der Fragen auch auf ganz neue Effekte stoßen.