Unterrichtsmaterial

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© NASA
(Ausschnitt)
Am 24. November 2021 startete der russische Kopplungsadapter ‚Prichal‘ (zu Deutsch: Anlegestelle) in Richtung Internationale Raumstation (ISS) und dockte nach etwa 50 Stunden am Nauka­Modul an. Wenn man bedenkt, dass die Sojus-Rakete nach dem Start das Modul innerhalb von nur 10 Minuten auf die gleiche Geschwindigkeit wie die ISS beschleunigen und auch in eine entsprechende Höhe bringen kann, muss man sich fragen, warum zwischen Start und Andocken so viel Zeit vergeht. Auch der jüngst für ein halbes Jahr zur ISS aufgebrochene deutsche Astronaut Matthias Maurer benötigte für seine Reise zur ISS mehr als 22 Stunden. In dieser Zeitspanne hätte man die 400 km zur ISS auch bequem mit dem Fahrrad zurücklegen können. Ganz offensichtlich hält das Manövrieren im Orbit die eine oder andere Schwierigkeit bereit. Der vorliegende WIS-Artikel legt eine Stationenarbeit für die Sekundarstufe II vor, innerhalb der sich die SuS Wissen zu Problemen und Verfahrensweisen bei Rendezvous- bzw. Docking-Manövern im Orbit weitestgehend selbstständig erarbeiten.
© ESO/M. Kornmesser/Marchis et al. 2021
(Ausschnitt)
Eine Hauptaufgabe der weltgrößten Teleskope ist die Erforschung weit entfernter Objekte im Weltall. Diese Teleskope sind allerdings auch in der Lage, Kleinkörper in unserer direkten kosmischen Nachbarschaft zu beobachten und so etwas über die Entstehung unseres Sonnensystems herauszufinden. Seit dieser Zeit hat sich die Zusammensetzung der Asteroiden kaum geändert. Im Gegensatz zu Gesteinen auf der Erde, die im Laufe der Zeit mehrfach aufgeschmolzen, erstarrt und umgebildet wurden, findet man in den Asteroiden die Urmaterie, aus der sich unser Sonnensystem gebildet hat. Eine genauere Untersuchung von Asteroiden ist allerdings sehr aufwendig, wenn sie vor Ort im Asteroidengürtel von Raumsonden unternommen werden soll bzw. nur auf kleinere Objekte beschränkt, die als Meteoriten auf der Erde gelandet sind. Eine weitere Alternative stellen Beobachtungen von Asteroiden dar, mit deren Hilfe die Form, Masse, Dichte und Reflexionsvermögen und damit über die Zusammensetzung dieser Objekte bestimmt werden kann. In diesem WIS-Beitrag wird gezeigt, wie man mit Wissen aus der Mittel- und Oberstufe Näheres über die Form, den Aufbau und die Zusammensetzung des Asteroiden 216 Kleopatra herausfinden kann. Es werden dabei die Bereiche Astronomie, Mathematik, Natur und Technik sowie Kunst und Werken angesprochen.
© NASA/ESA/K. Retherford/SWRI
(Ausschnitt)
Untersuchung von Voraussetzungen für die Entstehung des Lebens auf verschiedenen Himmelskörpern
Zu den „Urfragen“ der Menschen gehören die nach der Entstehung des Lebens auf der Erde und ob es Leben auch auf anderen Himmelskörpern geben kann. Dieses Thema zieht uns in seinen Bann und ist aus dem Schulbetrieb nicht wegzudenken. Der vorliegende Artikel ist thematisch im Gebiet zwischen Astronomie und Biochemie angesiedelt. Hinsichtlich der Entstehung oder möglichen Entstehung von Leben werden drei kosmische Orte betrachtet: die Erde, der Jupitermond Europa und drei der Exoplaneten des Trappist-1-Systems. Die Frage nach der möglichen Bildung von Aminosäuren, die als Bausteine von Proteinen in allen Lebewesen vorkommen, ist dabei zentral. Nach theoretischen Betrachtungen zur möglichen Chemie am Standort werden auch beeindruckende Versuche vorgestellt, die mit den Mitteln der Schulchemie nachvollzogen werden können. Der WIS-Beitrag ist als Extrakt aus einer Seminarfacharbeit der Autorin entstanden und bietet so auch eine Idee für weitere derartige Schülerleistungen.
© Adrian Rohnfelder
(Ausschnitt)
Vulkane gibt es nicht allein auf der Erde. Nahezu auf allen erdähnlichen Planeten gibt es Vulkane, ebenso auf einigen großen Monden. Die Erforschung des Vulkanismus auf der Erde und der Vergleich mit anderen Planeten, gibt uns die Möglichkeit die Entwicklung der Planeten besser zu verstehen. Dieser WIS-Beitrag befasst sich mit dem Vulkanismus im Sonnensystem, mit Fokus auf Erde und Mars. Die Schüler sollen die verschiedenen Arten von Vulkanen und Mechanismen der Vulkanentstehung herausarbeiten. Dazu liegen verschiedenen Materialien vor. Der irdische Vulkanismus wird durch einen Erfahrungsbericht in Bild und Text veranschaulicht.
© Olaf Fischer
(Ausschnitt)
Noch vor nicht allzu langer Zeit war die Zeitbestimmung und -verbreitung eine sehr lokale Angelegenheit, bei der Sonnenuhren eine grundlegende Rolle spielten. Heute sind Sonnenuhren eher schmückendes Beiwerk, die uns so manches Mal herausfordern, wenn es um die Uhrablesung geht. Doch sie erinnern uns an eine Zeit, in der die Interpretation des Sonnenstands sicherlich zu den wichtigen Kompetenzen gehörte. In der Schule bieten einfache Sonnenuhren eine Gelegenheit, um das Thema ‚Zeit‘ vielleicht in einem fächerverknüpfenden Projekt zu behandeln, in dem sowohl das Alltagsleben unserer Vorfahren und die Geschichte der Zeitmessung als auch die mathematisch-naturwissenschaftlichen Aspekte behandelt werden. Der WIS-Beitrag zeigt dazu, wie man eine Zylindersonnenuhr - eine Sonnenuhr, deren Zeitanzeige durch die Schattenlänge erfolgt - konstruiert und schrittweise verbessert. Dabei können Grundkenntnisse aus der Geometrie und Trigonometrie genutzt und das Zeitverständnis gefördert werden. Passende Aufgaben und Projektideen für Schüler zum Thema Sonnenuhren und ein Bastelbogen für eine Zylindersonnenuhr ergänzen den Beitrag.
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