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Am 14. Februar 1990 gelang der Raumsonde VOYAGER 1 eine ganz
besondere Aufnahme. Aus einer Entfernung von 6 Milliarden
Kilometern gelang ihr eine Aufnahme
unseres Heimatplaneten - der Erde.
Obwohl die Aufnahme verrauscht und
verpixelt ist, gilt das Bild aus eines der
zehn bedeutendsten wissenschaftlichen
Aufnahmen der Menschheit. Denn es zeigt eine einsame Erde in
einem gewaltigen Kosmos. Das Bild regt uns an, über unsere Stellung
im Universum und über unsere Verantwortung gegenüber dem
blauen Planeten nachzudenken. Der Bildungsplan des Landes Baden-
Württemberg fordert von uns Lehrerinnen und Lehrern aller Schulen,
Neben diesen Leitperspektiven ist die astronomische Betrachtung
unseres Heimatplaneten ausdrücklicher und verbindlicher
Bildungsinhalt zahlreicher Fächer. Eine besondere Verantwortung
kommt dabei bereits heute und in Zukunft dem Geographieunterricht
zu.
Mit schulischen Modellen und Medien stoßen wir im Alltag dabei
schnell an Grenzen. Deshalb möchten wir als gemeinnütziger Verein
helfen, diese Lerninhalte durch die Möglichkeiten eines Planetariums
zu unterstützen. Unterricht und Planetarium sind im Zusammenspiel
hervorragend geeignet, die genannten Lerninhalte und Kompetenzen
bei den Schülerinnen und Schülern aufzubauen und zu erreichen.
Passende Lernmaterialien zu den genannten Kompetenzen des
Bildungsplans sind sicherlich in der entsprechenden Schulbüchern
und Begleitmaterialien zu finden. Wer dies handlungsorientiert mit
Experimenten und Modellen erarbeiten möchte, dem empfehlen wir
zusätzlich folgendes Material:
Ein Tipp an dieser Stelle
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt
(DLR) hat gemeinsam mit Klett MINT und dem
Schülerforschungszentrum Bad Saulgau
schülernahes Material erarbeitet. In den
Themenheften "Erde und Mond" sowie "Unser
Sonnensystem" stehen vor allem Experimente
im Vordergrund. Das Material steht auf der
Internetseite der DLR kostenlos zum Download
bereit.
Info: Im Jahr 2016 konnte die Volkssternwarte Laupheim e.V. gemeinsam mit
dem Schülerforschungszentrum Bad Saulgau didaktische und methodische
Lehrerfortbildungen zum Thema "Astronomie in der Schule" anbieten. Bitte
schreiben Sie uns an, falls Sie hierzu Interesse haben...
Hinweise zum Unterrichtsmaterial
Welche Lernziele werden angestrebt?
Mit dem beiliegenden Unterrichtsmaterial und unserer Show
möchten wir Ziele verfolgen, die einerseits zu den Gedanken des
Bildungsplans passen, andererseits aber in ihrer Bedeutung darüber
hinausgehen. Diese können wie folgt formuliert werden:
Unserer Meinung liegen diese Inhalte quer über den genannten
Kompetenzen des Bildungsplans und können deshalb in jeder
Klassenstufe im Sekundarbereich eingesetzt werden.
Der erste Teil des Materials orientiert sich dabei inhaltlich an
fachlichen Lernzielen. Die Schülerinnen und Schüler lernen dabei,
wodurch das Leben auf der Erde ermöglicht wird. Passend zur
Planetariumsshow "Der blaue Planet" werden dabei folgende
Faktoren erarbeitet:
Die Erde befindet sich im idealen Abstand zur Sonne, sodass
moderate Temperaturen und Wasser in flüssiger Form möglich
sind!
Die Schwerkraft der Erde reicht aus, um eine Atmosphäre
langfristig zu halten!
Der innere Kern der Erde ist noch immer flüssig, sodass ein
Magnetfeld entstehen kann. Dieses schützt das Leben auf der Erde
vor der gefährlichen Teilchenstrahlung der Sonne!
Die Schülerinnen und Schüler können Faktoren benennen, die unsere Erde zu
einem ganz besonderen Ort (des Lebens) machen. Sie werden sich dabei ihrer
Verantwortung für den blauen Planeten bewusst!
Die Rotationsdauer der Erde ist ideal. Wäre sie schneller,
herrschten starke Stürme in unserer Atmosphäre. Wäre sie
langsamer, so gäbe es zwischen Tag und Nacht enorme
Temperaturunterschiede!
Die Schwerkraft des Mondes stabilisiert die Erdachse, sodass über
Jahrmillionen relativ stabile klimatische Bedingungen herrschen.
Die Ozonschicht der Erde filtert die gefährliche ultraviolette
Strahlung (UV-Strahlung) der Sonne!
Diese Inhalte eignen sich die Schülerinnen und Schüler an durch
einen Sachtext, in welchem die Erde mit dem Mars verglichen wird.
Als Ergebnis erstellen sie dann eine Mindmap, welche die genannten
Punkte übersichtlich darstellt. Die Aufgabenstellung orientiert sich
dabei am Prinzip des Kooperativen Lernens nach NORM GREEN. Dabei
werden zunächst Leistungen in Einzelarbeit von den Lernenden
erwartet. Jedoch haben die Schülerinnen und Schüler die
Möglichkeit, ihre Ergebnisse mit einem Lernpartner zu besprechen
und zu ergänzen.
Eine gemeinsame Besprechung findet erst am Ende statt, nachdem
sich jeder Schüler in Einzelarbeit
Gedanken gemacht und
schriftliche Ergebnisse erstellt
hat sowie die Möglichkeit hatte,
diese mit Mitschülern zu
besprechen.
So könnte eine Doppelstunde wie folgt aufgebaut sein:
Dauer Phase Inhalt
10 Min. Einstieg und
Transparenz,
Aktivierung von
Vorwissen
Transparenz: Besuch des Planetariums soll vorbereitet
oder nachbearbeitet werden.
Hinführung: Vergleich von Bildern: Oberfläche von
Erde und Mars. Welche Unterschiede fallen auf?
Woran liegt dies?
50 Min. Erarbeitung (Think /
Pair)
Einzel- und
Partnerarbeit
Lesen und Bearbeiten des Sachtextes, Erstellung der
Mindmap (siehe Material)
15 Min. Besprechung Teil I
(Square)
Gruppenarbeit
Die Schülerinnen und Schüler legen nun ihre
Unterlagen vollständig beiseite. Mithilfe
bereitgestellter bunter Karten oder Blätter erarbeiten
sie eine Struktur auf einem Gruppentisch. Diese soll
erneut zeigen, weshalb die Erde ein besonderer Ort
ist. Dabei kontrollieren die S., ob sie dies ohne
Unterlagen wissen. Nach 10 Minuten kann ein "Gallery
Walk" erfolgen, bei dem die S. die Möglichkeit haben,
sich die Ergebnisse der anderen Gruppen
anzuschauen.
15 Min. Besprechung Teil II
im Plenum (Share)
Der Lehrer visualisiert in der Mitte der Tafel die Frage:
"Was macht unsere Erde zu einem besonderen Ort?"
Nacheinander bringen die Schüler Oberbegriffe aus
ihrer Struktur nach vorne und heften sie an die Tafel.
Dabei wird von ihnen erwartet, dies in eigenen Sätzen
zu erklären. Der Lehrer kann dies im Gespräch mit
weiterführenden Informationen ergänzen oder
Verständnisfragen stellen.
Falls die Zeitplanung für Klassen zu knapp ist, kann die Erarbeitung
teilweise auch als Hausaufgabe ausgegliedert werden.
Im Anschluss an die fachliche Auseinandersetzung mit den
Besonderheiten unserer Erde, soll betrachtet werden, dass wir für
deren Erhalt eine besondere Verantwortung tragen. Als Einstieg
eignet sich hier folgendes Bild in Kombination mit einem kurzen
Lehrervortrag an. Das Bild kann im Internet mit den Suchbegriffen
"pale blue dot" gefunden werden.
Das Bild entstand am 14. Februar 1990, aufgenommen von der
Raumsonde Voyager 1 aus einer Entfernung von 6 Milliarden
Kilometern von der Erde. Dabei gebührt die Ehre dafür dem 6 Jahre
später verstorbenen CARL SAGAN. Das ist durchaus nicht
untertrieben, denn er musste dafür viel Überzeugungsarbeit leisten.
Eine Milliarden Dollar teure Raumsonde im interplanetaren Raum bei
30 Kilometern pro Sekunde ohne Note um 180° zu drehen... ihre
empfindlichen Kameras damit praktisch auf die Sonne zu richten...
nur um etwas fotografieren, das wir bereits kennen.
Technisch war dies durchaus eine Herausforderung. Man wählte die
kürzeste mögliche Belichtungsdauer von nur 5/1000 Sekunden, um
das Bild nicht von der hellen Sonne überstrahlen zu lassen. Diese
erscheint aus dieser Entfernung 40mal kleiner als von der Erde aus
betrachtet und dennoch 8 Millionen Mal heller als jeder andere
Stern! Und es wäre für eine solche Aufnahme noch immer viel zu hell
gewesen. Deshalb wurde die Optik der Kamera noch zusätzlich mit
dem dunkelsten Filter abgeschattet, den die Sonde zur Verfügung
hatte.
Es entstand also ein Bild, für das diese Raumsonde nicht gebaut war.
Und bei ihrem Start hatte auch kein Mensch vor, dieses Bild
aufzunehmen.
Aber dennoch: Das Bild wurde kurze Zeit später zu den 10
bedeutendsten Aufnahmen der Wissenschaft erklärt.
Was wir darauf sehen: Vor allem sehen wir darauf nichts. Das Bild
zeigt die alles umspannende schwarze Leere des Kosmos. Aber
irgendwo dazwischen sehen wir einen kleinen blauen Punkt. Und
genau das ist das Einzigartige und Besondere an diesem Bild. Wir
sehen, dass unsere Erde
nicht mehr ist als ein
kleiner Punkt in der
endlosen Weite des
Universums. Und dennoch
bedeutet dieser Punkt alles
für uns! Eine Idee, die zu
einer Show wurde.
Das Bild inspirierte den Astronomen und Philosophen CARL SAGEN zu
einigen Worten. Diese können im Unterricht mit den Schülerinnen
und Schülern gemeinsam gelesen und besprochen werden. Für die
Klassen 5-7 können vom Lehrer dazu geeignete Fragen vorbereitet
werden. In höheren Klassenstufen kann der Text auch für eine
Textbeschreibung im Fach Deutsch verwendet werden. Insbesondere
der Absicht des Autors kommt dabei eine tragende Rolle zu.
Allerdings ist der Text auch in sprachlicher Hinsicht durch
Aufzählungen, Metaphern und rhetorische Fragen sehr interessant.
Sehr stimmungsvolle Interpretationen des Textes finden sich in
englischer Sprache auf auch youtube:
https://www.youtube.com/watch?v=4PN5JJDh78I
https://www.youtube.com/watch?v=wupToqz1e2g
Der Originaltext (engl.) und weitere Hintergrundinformationen sind
hier zu finden:
http://www.techinsider.io/pale-blue-dot-carl-sagan-2016-1
Es wird vielleicht eines der größten Ereignisse im Fernsehen, im Internet
und in den Zeitungen. Menschen betreten zum ersten Mal die Oberfläche
des Planeten Mars!
Obwohl dieses Ereignis noch viele Jahre in der Zukunft liegt, können wir uns
gut vorstellen, dass wohl überall davon berichtet werden wird. Und
natürlich werden uns viele Bilder von den Astronauten erreichen, welche
die Oberfläche des Mars betreten.
Für diese ist es durchaus ein gefährliches
Abenteuer! Denn der Mars ist bei weitem
nicht so lebensfreundlich wie unsere Erde.
Überleben können sie nur innerhalb ihrer
Wohnmodule oder in Raumanzügen.
Diese versorgen sie mit Wärme. Denn der
Mars ist weiter von der Sonne entfernt als
unsere Erde. Deshalb ist es auf dem Mars
deutlich kälter. Während die durchschnittliche Temperatur auf der Erde bei
angenehmen plus 15°C liegt, beträgt sie auf dem Mars minus 55°C! Sollte es
auf dem Mars also Wasser geben, dann ist es zu Eis gefroren. Flüssiges
Wasser in unserem Sonnensystem gibt es vermutlich nur auf der Erde, weil
sie einen idealen Abstand zur Sonne hat.
Doch der Raumanzug der Astronauten hat noch weitere Aufgaben. Den
Sauerstoff, den die Menschen auf dem Mars benötigen, müssen sie von der
Erde mitbringen oder selbst herstellen. Denn auf dem Mars gibt es keine
Atmosphäre wie auf der Erde! Dies liegt vor allem daran, dass der Mars viel
kleiner ist als unser blauer Planet. Die Erde hat einen Durchmesser von
12.742 Kilometern, der Mars nur 6.779 Kilometer. Deshalb ist der Mars
auch deutlich leichter als die Erde und seine Schwerkraft ist geringer. Ein
Astronaut, der mit seinem Raumanzug auf der Erde 100 Kilogramm wiegt,
wäre auf dem Mars nur 38 Kilogramm schwer. Der Astronaut wird vom
Mars also deutlich weniger "festgehalten" als von der Erde. Das gilt
allerdings auch für alle Gase auf dem Planeten. Die Atmosphäre der Erde
besteht zu 20% aus Sauerstoff und zu 80% aus
Stickstoff. Die Schwerkraft der Erde verhindert,
dass diese Gase im Laufe der Jahrmillionen in den
Weltraum verschwinden. Genau das ist aber beim
Mars passiert!
Doch auf dem Mars warten noch weitere
Gefahren. Das Bild unten wurde aufgenommen
von der Internationalen Raumstation ISS. Diese
umrundet unsere Erde.
Über der Erde sehen wir bunte Lichter - Polarlichter! Sie entstehen, wenn
radioaktive Strahlung der Sonne auf das Magnetfeld der Erde trifft. Dieses
Magnetfeld lenkt die Strahlen zum Nord- und Südpol der Erde. In einer
Höhe von 80 bis 100 Kilometern treffen sie dann auf unsere Atmosphäre
und bringen diese zum Leuchten! Der größte Teil der Strahlung wird aber
um die Erde herum gelenkt und trifft
uns nicht. So schützt uns unser
Magnetfeld vor der gefährlichen
radioaktiven Strahlung der Sonne.
Was macht unsere Erde zu einem besonderen Ort?
Ein Vergleich von Erde und Mars
Ein solches Magnetfeld besitzt der Mars jedoch nicht. Die gefährlichen
Strahlung der Sonne trifft damit ungehindert auf seine Oberfläche und
gefährdet jedes Leben auf ihm!
Die Strahlung der Sonne enthält jedoch weitere Gefahren. Wer schon
einmal zu lange in der Sonne war kennt dies - den Sonnenbrand. Verursacht
wird er durch die UV-Strahlung der Sonne. Diese schädigt die Zellen der
Lebewesen, auf die sie trifft. Doch unsere Erde bietet davor einen Schutz -
unsere Ozonschicht. Das Gas Ozon befindet sich dabei vor allem in einer
Höhe von rund 30 Kilometern über der Erde. Es filtert einen Großteil der
gefährlichen UV-Strahlung, sodass es auf der Oberfläche überhaupt Leben
geben kann!
Wenn unsere Astronauten nachts in den Marshimmel blicken, dann
sehen sie im Gegensatz zur Erde sogar zwei Monde - ihre Namen sind
Phobos und Deimos. Im Gegensatz zu unserem Mond sind es aber
Winzlinge! Sie sind so klein, dass sie keine nennenswerte eigene
Schwerkraft besitzen. Bei unserem Mond ist das anders. Seine
Schwerkraft hat große Auswirkungen auf die Erde. Wir sehen das
zum Beispiel bei Ebbe und Flut! Aber die Schwerkraft unseres
Planeten sorgt auch dafür, dass die Erde auf ihrer Umlaufbahn um
die Sonne im Laufe der Jahrmillionen nicht zu sehr "wackelt".
Das führte auf der Erde dazu, dass das Klima über lange Zeiten
hinweg relativ stabil und gleichmäßig ist. Für viele Lebewesen ist dies
sehr wichtig!
Doch eine Sache ist für die Astronauten auf dem Mars fast gleich wie
auf der Erde: die Länge eines Tages. Der Mars rotiert in 24 Stunden
und 40 Minuten um seine eigene Achse. Ein Tag auf der Mars ist also
nur rund 40 Minuten länger als auf der Erde. Würde sich ein Planet
langsamer drehen, dann könnte sich seine Tagseite extrem aufheizen
und seine Nachtseite extrem abkühlen. Eine Tageslänge von 24
Stunden ist also ideal für ausgeglichene Temperaturen! Wäre diese
Drehung schneller, dann herrschten extreme Stürme in unserer
Atmosphäre. Eine Tageslänge von 24 Stunden ist also auch ideal für
ruhige Wetterverhältnisse.
Aufgaben:
1. Lies dir den Text zunächst einmal durch, ohne Stellen zu markieren!
2. Im Text findest du 6 Dinge, die für das Leben auf der Erde wichtig sind und unsere
Erde zu einem besonderen Planeten machen. Markiere diese Stellen!
3. Schreibe diese Dinge stichwortartig an den Rand als Randnotiz!
4. Besprich dich nun mit einem Lernpartner, der auch so weit ist wie du!
5. Erstelle in Einzelarbeit eine Mindmap zum Thema "Was macht unsere Erde zu einem
besonderen Ort?"! Zeige die 6 Besonderheiten unseres Planeten auf den Hauptästen.
Fülle diese mit Informationen und evtl. Bildern!
6. Vergleiche deine fertige Mindmap mit einem Lernpartner! Ergänze wenn nötig!
Fahler blauer Punkt (Carl Sagan)
(pale blue dot, Übersetzung aus dem engl. durch Volkssternwarte Laupheim e.V.)
Schauen wir uns diesen Punkt noch einmal an:
Das ist hier.
Das ist unser zu Hause.
Das sind wir.
Auf diesem Punkt lebt jeder, den wir lieben, den wir kennen, jeder, von
dem man je gehört hat, jeder Mensch, der jemals gelebt hat, sein Leben
ausgelebt hat.
Die Summe all unserer Freuden und allen Leids, Tausende
zuversichtlicher Religionen, Ideologien und wirtschaftlicher Lehren, alle
Jäger und Sammler, Helden und Feiglinge, Begründer und Zerstörer von
Zivilisationen, Könige und Bauern, jedes frisch verliebte Paar, jedes
hoffnungsvolle Kind, jede Mutter und jeder Vater, Erfinder und
Forscher, Moralapostel und korrupte Politiker, jeder Superstar, jedes
Oberhaupt, alle Heiligen und Sünder aus der Geschichte unserer Spezies
haben dort, auf diesem Staubkorn gelebt, das an einem Sonnenstrahl zu
hängen scheint.
Die Erde ist eine sehr kleine Bühne in einer gewaltigen kosmischen
Arena. Man denke an die Ströme des Blutes, die von all den Kaisern und
Generälen vergossen wurden, so dass sie in Ruhm und Triumph für
kurze Zeit die Herren eines Teils jenes Punktes werden konnten.
Man denke an die unzähligen Gräueltaten mit denen die Einwohner des
einen Teils des Punktes die kaum zu unterscheidenden Einwohner eines
anderen Teils des Punktes heimsuchten.
Wie häufig gab es Streitigkeiten zwischen ihnen? Wie erpicht sind sie
darauf, sich gegenseitig umzubringen? Wie tief ist ihr Hass?
Unsere Posen, unsere eingebildete Selbstherrlichkeit, die
Wahnvorstellung, dass wir eine besondere Stellung im Universum
haben, werden von diesem blassen Lichtpunkt in Frage gestellt.
Unser Planet ist ein einsamer Fleck in der alles umhüllenden Dunkelheit
des Kosmos.
In unserer Verworrenheit - in all dieser unermesslichen Weite - gibt es
keinen Hinweis darauf, dass irgendwoher Hilfe kommen wird, um uns
vor uns selbst zu schützen.
Nach allem, was wir bisher wissen, ist die Erde die einzige Welt, auf der
es Leben gibt. Es gibt keinen anderen Ort, zu dem unsere Spezies in
naher Zukunft auswandern könnte. Besuchen, ja! Sich dauerhaft
ansiedeln, noch nicht! Ob es uns gefällt oder nicht, im Moment ist die
Erde der Ort, an dem wir uns bewähren müssen.
Es hängt an uns.
Man sagt, die Astronomie sei eine demütigende und, so möchte ich
hinzufügen, eine Charakter bildende Erfahrung.
Meiner Meinung nach, gibt es wohl keine bessere Veranschaulichung für
die Torheit der menschlichen Einbildung als dieses ferne Bild unserer
winzigen Welt.
Für mich unterstreicht es unsere Verantwortung, freundlicher und
mitfühlender miteinander umzugehen, und diesen blassen Lichtpunkt,
das einzige zu Hause, das wir je kannten, zu schätzen und zu bewahren.