Unterrichtsmaterial

Die Exoplanetenforschung stellt heutzutage einen bedeutenden Zweig der Astronomie dar. Die Zahl der nachgewiesenen Objekte wächst beständig und die Daten werden immer genauer. Die vom Sonnensystem her bekannten Planetenklassen (Gesteinsplaneten, Gasriesen, Eisriesen) reichen nicht mehr aus, um die Welt der Exoplaneten zu klassifizieren. Viele neue Klassen sind dazugekommen. Sie bereichern und verändern die Planetenklassifikation. Eine dieser neuen Planetenklassen betrifft die Ozeanplaneten (auch Wasserwelten genannt). Viele spannende Fakten und Fragen verbinden sich mit diesem Planeten-typ. Im WIS-Beitrag wird eine Aufgabensammlung zum Problemkreis ‚Wasser im Umfeld der Sterne‘ präsentiert. In den Aufgaben wird u. a. aufgezeigt, wie die Forscher zur Idee der Wasserwelten gekommen sind, es wird der Frage nachgegangen, ob die Erde eine Wasserwelt ist u. v. m. Die Aufgaben rufen mit vielen interessanten und motivierenden fächerübergreifenden Aspekten Kenntnisse aus verschiedenen MINT-Fächern ab.

Die jüngsten Erdbeben in der Türkei und Syrien haben uns gezeigt, dass unser Heimatplanet geologisch immer noch sehr aktiv ist. Ein weltumspannendes Netz von Messstationen detektiert so gut wie jedes Erdbeben und versucht mit den gewonnenen Daten die Erdbebenvorhersage stetig zu verbessern, aber auch Neues über das Innere der Erde zu erfahren. Im WIS-Beitrag soll den folgenden Fragen nachgegangen werden: Warum werden aber Seismometer auf scheinbar geologisch „toten“ Himmelskörpern wie Mond und Mars aufgestellt? Welche Ergebnisse liefern diese Geräte? Was können wir von der Auswertung solcher Daten lernen?

Vielfalt in der Welt ist ein großes Thema der Schule. Wie wäre es, am Beispiel der so völlig unter-schiedlichen Objekte in unserem Sonnensystem die Motivation der Kinder für die Entdeckung dieser Vielfalt zu unterstützen? Sonne, Erdmond und Planeten, das sind hier sicher die ersten Dinge, die den Kindern bereits seit Grundschulzeit bekannt sind. Meist sind sie ja auch deutlich zu sehen. Aber es gibt noch viel mehr in unserer näheren Umgebung zu entdecken, wenn man genauer hinschaut oder optische Hilfsmittel zur Hand nimmt. Ein erster Schritt zur Entdeckung der ganzen Vielfalt der Natur im Schulunterricht? Nach einer Beschreibung der Zielsetzung der Unterrichtseinheit, zusammen mit der Überlegung, in welcher Art diese erreicht werden kann, werden in Form eines jahresbegleitenden Projekts (das auch bei Bedarf kürzer gefasst werden kann) zum einen ein Beobachtungsabend vorgeschlagen, dessen Eindrücke dann im Schulalltag gesammelt und vertieft werden. Fragen werden gestellt und dann den Schülern Wege gezeigt, den Antworten eigenständig näherzukommen. Im Laufe der Zeit kann so eine grafische Darstellung des Sonnensystems im Klassenzimmer entstehen. Zuletzt wird dies als Beispiel der Vielfalt für die ganze Unterrichtsstruktur der folgenden Schuljahre herangezogen. Zusammen mit den Kollegen und Kolleginnen der anderen Fächer kann dies zu einer Ausgestaltung des Klassenraums führen.

Das Phänomen ‚Magnetfeld‘ erscheint uns zunächst sehr speziell zu sein. Dabei existieren Magnetfelder rund um uns in der Alltagswelt wie auch im nahen und fernen Weltraum. Während wir im Alltag den Kompass nutzen, installieren wir auf Raumsonden mittlerweile Magnetometer. Eines der wissenschaftlichen Erfolge der Voyager-Sonden war der Nachweis der (ungewöhnlich verkippten) planetaren Magnetfelder von Uranus und Neptun, deren Herkunft den Wissenschaftlern nach wie vor Rätsel aufgibt. Der vorliegende WIS-Beitrag beinhaltet eine wissenschaftshistorisch-anekdotische Motivation des Themas‚ Magnetfeldentstehung‘, eine Analyse von Feldlinienbildern planetarer Magnetfelder im Kontext ihrer rotierenden Planetenkörper, einen kurzen Hinweis auf die Räumlichkeit eines Magnetfelds und dessen Berücksichtigung bei Kompassbau und schließlich eine Spurensuche hinsichtlich der Bedingungen für planetare Magnetfelder.

Was würde man von einer Reise zu den Galileischen Monden an Bildern und Eindrücken mitbringen können? Und wie kann man diese Eindrücke zu Hause sortieren, um zu verstehen, was man da gesehen hat? Auf spielerische Weise werden in diesem Grundschulmaterial Erkenntnisse aus ‚Mitbringseln‘, d.h. insbesondere aus Bildmaterial, gewonnen und systematisiert, und nebenher wird Wissen über bisherige Expeditionen ins Jupitersystem vermittelt.