Unterrichtsmaterial

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© 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.
© Lutz Clausnitzer
(Ausschnitt)
Lutz Clausnitzer, der Autor sowohl der WIS-Materialien 10/2021 als auch des zugehörigen SuW-Beitrags ist zu unserem sehr großen Bedauern völlig unerwartet verstorben. Wir verlieren mit ihm einen unermüdlichen Kämpfer für einen Astronomieunterricht, der jedem Jugendlichen zu Gute kommt. Passend zu seinem SuW-Beitrag 10/2021 hatte Lutz Clausnitzer schon ein Arbeitsblatt als zugehöriges WIS-Material (siehe folgende Seiten) entworfen, welches den Schülern die Interdisziplinarität der Astronomie verdeutlichen soll. Als Einstieg sollen zwei Aussagen aus dem SuW-Beitrag von Lutz Clausnitzer dienen (Anmerkung von O. Fischer). „Die Astronomie ist nichts Spezielles von etwas anderem, sondern die Wissenschaft vom Universum, das die Erde als wunderbaren Spezialfall hervorgebracht hat. Die Schülerinnen und Schüler müssen befähigt werden, diese großen Zusammenhänge unserer Existenz interdisziplinär zu interpretieren. Sie brauchen keinen einseitig physikalischen, sondern einen lebensverbundenen, fächerverbindenden Astronomieunterricht.“ „So zeigt ein modern gestaltetes Fach Astronomie heute das Zusammenspiel der Fächer Astronomie, Biologie, Chemie, Geografie, Informatik, Mathematik, Physik, gesellschaftswissenschaftlicher und technischer Bereiche sowie der Literatur und Kunst (Grafik 1). In Anbetracht des üblicherweise und mit Recht in separaten Fächern stattfindenden Lernens ist diese zusammenführende Funktion von unschätzbarem Wert. Davon profitieren auch die einbezogenen Fächer, indem ihre Inhalte angewendet und in den Kontext unserer kosmischen Umgebung und des gesamten beobachtbaren Universums gestellt werden. So ist das Fach Astronomie eine ideale Plattform für fächerverbindendes Lernen.“
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