FIS

Die Schülerinnen und Schüler lernen die grundlegenden Modelle von Oasentypen kennen. Das zentrale Element der Lerneinheit stellt das Beispiel der Flussoase dar. Auf der Grundlage eines Satellitenbildes können die Schülerinnen und Schüler interaktiv eine thematische Karte erstellen. Diese Karte wird anschließend mit dem Modell der Flussoase verglichen, um so die Unterschiede zwischen Modell und Wirklichkeit zu erfassen.

Klassen: 7, 8

Bearbeitungszeit: 1 – 2 Stunden

Niveau: einführend

Voraussetzungen: keine

Themen: Infrarot, Landnutzung/-bedeckung, Oasen, Thematische Karte

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Florian Thierfeldt, Kerstin Voß

Ziele: 

• Die Schüler/Innen sollen die grundlegenden Modelle von Oasentypen beschreiben können.
• Das Modell der Flussoase soll mittels Fernerkundung mit der Wirklichkeit verglichen werden.
• Die angewendeten Fernerkundungsmethoden sollen anhand der zugrundeliegenden allgemeinen physikalischen und methodischen Grundlagen erklärt werden.

Die Vermittlung des komplexen Wirkungsgefüges der atmosphärischen Zirkulation und insbesondere der tropischen Zirkulation ist in den Lehrplänen deutscher Schulen fest verankert. Am Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Vegetationsverlagerung im Laufe eines Jahres und dem Wasserdampf in der Atmosphäre lernen die Schülerinnen und Schüler im Lernmodul „Innertropische Konvergenzzone“ die Hadley-Zelle und die Innertropische Konvergenzzone kennen und bringen sie mit Druck- und Temperaturänderungen in Zusammenhang. Somit befindet sich das Lernmodul „Innertropische Konvergenzzone“ an der Schnittstelle zwischen Physik und Erdkunde in der Sekundarstufe I (Klassen 7-9).

Das Ziel der Unterrichtseinheit „Innertropische Konvergenzzone“ ist es, Schüler/Innen mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbständig Daten erheben und mit Hilfe einfacher Funktionen auswerten können. Als Datenquelle stehen ihnen drei Zeitschnitte von thematisch aufbereiteten Satellitenbildern zur Verfügung, aus dem sie Bildwerte auslesen können. Sie helfen den Schüler/ innen dabei, aus Wasserdampf und Vegetation die Lage der Innertropischen Konvergenzzone abzulesen.

Klassen: 7, 8, 9

Bearbeitungszeit: 1 Stunde

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: Hadley-Zelle, Innertropische Konvergenzzone, Passatwinde, Vegetationszonen, Zeitreihen

Autoren: Annette Ortwein, Henryk Hodam

Ziele: 

• Satellitenbilder und Zeitreihen interpretieren können
• die innertropische Konvergenzzone erklären können
• die Verlagerung der Vegetationszonen im Jahresverlauf erkennen können
• den Zusammenhang zwischen Vegetationsverlagerung, atmosphärischem Wasserdampf und innertropischer Konvergenzzone beschreiben können

Extreme Hochwasserereignisse und deren Folgen für die betroffenen Anwohner werden immer wieder über die Medien transportiert und folglich auch von Schülerinnen und Schülern wahrgenommen. Aufgrund der wieder verstärkt geführten Diskussion über mögliche Folgen einer anthropogen beeinflussten Klimaveränderung rücken gerade durch das Wettergeschehen hervorgerufene Extremereignisse ins Zentrum des öffentlichen Interesses. Da eine Naturkatastrophe wie ein Hochwasser nicht durch die Natur allein determiniert ist, sondern auch dadurch, wie der Mensch mit der Gefahr umgeht, ergeben sich zahlreiche auch für den Schulunterricht relevante Fragen. Welche Standorte sind besonders gefährdet? Wie beeinflusst menschliches Handeln das Hochwasserrisiko? Welche Schutzmaßnahmen können ergriffen werden? Fernerkundungsdaten und Geoinformationssysteme (GIS) können bei der Beantwortung solcher Fragen einen wichtigen Beitrag leisten.

In der Unterrichtseinheit „Hochwasser – Umgang mit einer Naturgefahr“ arbeiten die Schüler/Innen innerhalb eines computergestützten und interaktiven Lernmoduls mit verschiedenen Fernerkundungsdaten. Im Mittelpunkt der Unterrichtseinheit steht ein digitales Geländemodell.

Klassen: 7, 8, 9

Bearbeitungszeit: 2 Stunden

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: GIS, Geländemodelle, Hochwasser, Naturgefahren, Standortanalyse

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam

Ziele: 

• Natürliche und anthropogene Ursachen von Hochwasser sollen erkannt und beschrieben werden.
• Darstellen und Begründen der Möglichkeiten und Notwendigkeiten von Hochwasser-Schutzmaßnahmen.
• Nutzung eines digitalen Geländemodells als Hilfsmittel für Standortentscheidungen.
• Die Schüler/Innen sollen das Layer-Prinzip eines GIS verstehen und anwenden können.

Anfang des Jahres 2010 hat sich mit dem Erdbeben in Haiti die verheerendste Naturkatastrophe seit dem Tsunami im Indischen Ozean ereignet. Eine Vielzahl an ortsfremden Rettungskräften und Hilfsorganisationen sind bei der Bewältigung der Katastrophe im Einsatz. Um Aussagen über die Folgen des Ereignisses machen zu können und den Hilfskräften möglichst aktuelle und präzise Informationen in Form von Karten und Koordinaten geben zu können, bietet sich der Einsatz von Fernerkundungsdaten an. Indem die Schüler/innen mit GoogleEarth die Lage vor Ort analysieren, können sie Schäden kartieren und geeignete Schadenskategorien erstellen

Klassen: 5, 6, 7, 8

Bearbeitungszeit: 1 – 2 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Change Detection, Erdbeben, Kartierung
Naturgefahren, Schadensermittlung

Autoren: Caroline Kraas, Karsten Strätz

Ziele: 

• Die Schüler/Innen sollen die Schäden der Erdbeben in Haiti ermitteln und einschätzen.
• Durch den visuellen Vergleich zwischen Bildern sollen Unterschiede benannt werden.
• Es soll eine Kartierung der Schäden vorgenommen werden.
• Es sollen eigene gestalterische Vorschläge zur Klassifizierung von Schadenskategorien gemacht werden.
• Die Grundfunktionen von Google Earth sollen beherrscht werden.

Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist das Satellitenbild “Erde bei Nacht”. Darauf ist deutlich zu erkennen, dass sich Anzahl und Dichte der abgebildeten Lichtpunkte in den verschiedenen Regionen unterscheiden. Die Schülerinnen und Schüler können davon Aussagen über den regional unterschiedlichen Energieverbrauch auf der Erde ableiten. Die dadurch angedeuteten Disparitäten werden durch ergänzende Materialien genauer untersucht. So kommen die Schülerinnen und Schüler dazu, den Begriff des “Entwicklungslandes” beziehungsweise dessen Indikatoren kritisch zu hinterfragen.

Klassen: 12

Bearbeitungszeit: 1 – 2 Stunden

Niveau: einführend

Voraussetzungen: keine

Themen: Energieverbrauch, Entwicklungsland, Erde bei Nacht, Industrialisierung, Weltweite Disparitäten, Wirtschaftssektoren

Autoren: Caroline Kraas, Florian Thierfeldt, Kerstin Voß

Ziele: 

• Die Schüler/Innen sollen die weltweite “Ungleichverteilung” und die Disparitäten von Energie anhand des Bildes “Erde bei Nacht” erkennen und benennen.
• Der Entwicklungsstand Deutschlands und der Philippinen soll anhand von Wirtschafts- und ausgewählten weiteren Faktoren verglichen und dargestellt werden.
• Erörterung der Mehrdimensionalität der Begriffe “Entwicklungsstand”, “Entwicklungsland” und “Industrieland”.

Am Beispiel des Braunkohletagebaus Hambach westlich von Köln werden die Entstehung und Lage von Braunkohle sowie die Abbautechniken genau erklärt. Ergänzend vergleichen und bewerten die Schülerinnen und Schüler die Entwicklung verschiedener durch den Braunkohleabbau geprägter Gebiete. Dabei sollen sie die Bedeutung des Braunkohleabbaus für die deutsche Energieversorgung verstehen und die Entwicklung nach der Rekultivierung einschätzen lernen.

In dieser Unterrichtseinheit werden verschiedene Fernerkundungsdaten eingesetzt – von optischen Satellitendaten wie MODIS oder LANDSAT bis hin zu einem digitalen Geländemodell. Mit Hilfe kleiner und intuitiv nutzbarer Tools erforschen die Schüler/Innen diese Datensätze und erarbeiten sich eigene Erkenntnisse zum Landschaftswandel durch den Braunkohleabbau.

Klassen: 11

Bearbeitungszeit: 5 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Braunkohle, Geländemodelle, Ressourcennutzung,
Tagebau

Autoren: Roland Goetzke, Florian Thierfeldt

Ziele: 

• Die Schüler/Innen sollen mit Hilfe von Satellitenbildern Landschaftsveränderungen durch den Braunkohletagebau erkennen.
• Entstehung, Lage und Abbau von Braunkohle sollen erklärt werden können.
• Die wirtschaftliche Bedeutung der Braunkohle sowie die ökologischen und sozialen Folgen ihres Abbaus sollen diskutiert werden.

Zentrales Element dieser Unterrichtseinheit ist ein Satellitenfilm, der die Wetterphänomene im Verlaufe eines Tages darstellt. Mithilfe des Films wird die atmosphärische Zirkulation in den globalen Zusammenhang eingebettet und besonders einprägsam veranschaulicht. Der Film regt die Schülerinnen und Schüler zur Auseinandersetzung mit der Entstehung und den Zusammenhängen von Wolken- und Windsystemen, Konvektions- und Advektionsprozessen sowie globalen Austauschprozessen an.

Klassen: 11

Bearbeitungszeit: 2 – 3 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: Aufbau der Atmosphäre, Verdunstung, Kondensation, relative Feuchte, Lufttemperatur

Themen: Atmosphärische Zirkulation, Globale Windsysteme, Klima, Wetter, Wolken

Autoren: Roland Goetzke

Ziele: 

• Bilder von Wettersatelliten sollen interpretiert und Teilsysteme der atmosphärischen Zirkulation hergeleitet werden.
• Verschiedene Druck- und Wolkengebilde sollen unterschieden und Klimazonen zugeordnet werden.
• Die Schüler/Innen sollen die Grundlagen der atmosphärischen Zirkulation beschreiben können.