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Orientierungsbereich (Sprungmarken)

Unterrichtsvorhaben Nr. III (Physik / Chemie) - Kontext: Entstehung der Erde (22 Unterrichtsstunden)

Bezug zum Lehrplan:

Inhaltsfeld:

Astronomie

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Entwicklung des Universums
  • Sternenzyklen
  • Astronomische Methoden

Übergeordnete Kompetenzerwartungen des KLP WP (Schwerpunkte)

UF3 Sachverhalte ordnen und strukturieren – naturwissenschaftliche Sachverhalte nach fachlichen Strukturen und Kategorien einordnen und dabei von konkreten Kontexten abstrahieren

E2 Bewusst wahrnehmen – kriteriengeleitet Beobachtungen, auch unter Verwendung besonderer Apparaturen und Messverfahren, vornehmen und die Beschreibung einer Beobachtung von ihrer Deutung abgrenzen

E8 Modelle anwenden – Modelle, auch in formalisierter oder mathematischer Form, zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage naturwissenschaftlich technischer Vorgänge verwenden

E9 anhand historischer Beispiele Einflüsse auf die Entstehung und Veränderung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse, insbesondere von Regeln, Gesetzen und theoretischen Modellen, erläutern.

K1 Texte erstellen – bei der Erstellung naturwissenschaftlicher Sachtexte (Beschreibung, Erklärung, Bericht, Stellungnahme) im notwendigen Umfang Elemente der Fachsprache sowie fachtypischer Sprachstrukturen und Sprachwendungen gebrauchen (K1.1)

Texte erstellen – naturwissenschaftliche Sachtexte für unterschiedliche Adressaten, Anlässe und Ziele strukturieren und dabei bekannte Arten von Übersichten, Zeichnungen, Diagrammen, Symbolen und anderen fachtypischen Elementen zur Veranschaulichung und Erklärung auswählen (K1.2)

Lernvoraussetzungen und Vernetzung innerhalb des Faches und mit anderen Fächern

  • Regelplan IF3 Sinne und Wahrnehmung (Optik)
  • Regelplan IF8 Entwicklung der Erde und des Lebens


Vorhabenbezogene Konkretisierung:

Fragestellungen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

Zentrale Handlungssituationen

Dazu erhalten die Schülerinnen und Schüler die Gelegenheit …

Wie findet man Sterne und Sternbilder am Nachthimmel?

Einarbeitung und Nutzung der Planetarium-Software Stellarium [1]

Bau einer drehbaren Sternenkarte - Orientierung am Sternenhimmel

Welches Teleskop für welchen Zweck?

  • zur Beobachtung von kosmischen Phänomenen und zur Untersuchung von Eigenschaften von Himmelskörpern entsprechende Teleskope zuordnen (UF1),
  • den Beobachtungsbereich von Röntgen-, IR-, Radioteleskopen im Wellenlängenspektrum einordnen (UF3),
  • Vor- und Nachteile unterschiedlicher astronomischer Beobachtungsverfahren beschreiben und abwägen (B1),

Aufbau und Funktion eines Fernrohrs/Teleskop [2] [3]

Demoexperimente mit der optischen Bank

Zuordnung von Ereignissen und Objekten im Weltraum (z.B. Supernova, Pulsare, Radiosterne) zu den Wellenlängenbereichen verschiedener Teleskope [2]

Einordnung der Wellenlängenbereiche für sichtbares Licht, Röntgenstrahlung, IR-Strahlung und Radiowellen in das elektromagnetische Spektrum

Erstellung eines Zeitstrahls zur Geschichte der Weltraumbeobachtung, Arbeitsblatt (Sortieraufgabe aus "Milliarden Sonnen" [4]) mit Hilfe einer Internetrecherche lösen

Erweiterung des Zeitstrahls

  • Röntgenteleskop
  • Vor- und Nachteilen der Beobachtungsverfahren

Wie entstand das Universum?

  • Grundaussagen der Urknalltheorie zur Entwicklung des Universums beschreiben und erläutern, durch welche Erkenntnisse diese gestützt werden (E8, E9, UF4)
  • die Bedeutung der Gravitation als Fernwirkungskraft bei der Entstehung von Sternen und von Planeten qualitativ erläutern (UF1)
  • bei der Erstellung naturwissenschaftlicher Sachtexte (Beschreibung, Erklärung, Bericht, Stellungnahme) im notwendigen Umfang Elemente der Fachsprache sowie fachtypischer Sprachstrukturen und Sprachwendungen gebrauchen (K1.1)
  • die Entstehung von Sternen beschreiben (UF1)
  • die Kernaussagen altersgemäßer naturwissenschaftlicher Fachtexte und Medienbeiträge sowie fachtypischer Darstellungen benennen (K2.1)
  • Daten und andere Informationen aus fachtypischen Abbildungen, Grafiken, Schemata, Tabellen und Diagrammen entnehmen und diese, ggf. im Zusammenhang mit erklären-den Textstellen, sachgerecht interpretieren (K2.2)
  • die Entwicklung von Sternen unterschiedlicher Masse anhand des Hertzsprung-Russel-Diagramms beschreiben (UF1)
  • den Aufbau und die wesentlichen Aussagen eines vereinfachten Hertzsprung-Russel-Diagramms erläutern (E6)

Video "Der Urknall - Wie das Universum begann" aus Quarks und Co [5]

Arbeitsblatt mit Arbeitsaufträgen zum Film

Planet Schule: Die Geschichte des Universums [6]

Video "Der kosmische Klebstoff - Was das Universum zusammenhält" aus Quarks und Co [5]

Erstellung eines Sachtextes zur Gravitation (verschiede Schwerpunkte möglich: z.B. Newton, Entstehung von Planeten, schwarze Löcher)

Textarbeit an Fachtexten zur Entstehung und zum Lebenszyklus von Sternen (z.B. Schulbuch, Themenhefte Astronomie)

Visualisierung (z.B. als Flussdiagramm mit Textverarbeitung [7])

Arbeitsblatt: Herzsprung-Russel-Diagramm (HRD) [8]

HRD für die scheinbar hellsten Sterne und die Sterne innerhalb von 10 Parsec Entfernung mit Hilfe eines schematischen HRD erläutern [9]

Entstehung und Entwicklung der Erde

  • die Entstehung von verschiedenen Elementen und deren Häufigkeit auf der Erde durch unterschiedliche Fusionsprozesse im Verlauf des Lebenszyklus eines Sterns qualitativ erklären (E8, UF3)
  • Bedingungen für die Entstehung von Leben auf Planeten im Vergleich mit Bedingungen auf der Erde erläutern (UF3)

Vereinfachte Visualisierung von Fusionsprozessen auf Plakaten auf Basis der Information aus den genannten Quellen [10] und [11].

Internet- und Text-Recherche [12] zu den Faktoren, die Leben auf einem Planeten ermöglichen. Interpretation und graphische Darstellung der Faktoren der Drake-Formel.

Woraus bestehen Sterne?

  • das Zustandekommen eines Linienspektrums erklären und ein Verfahren zur Spektroskopie erläutern (UF3)
  • Methoden zur Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung der Gasatmosphäre eines Sterns auf der Basis seines Lichtspektrums erläutern (E2, E6)

Experimente mit einem selbstgebauten Spektrometer [13]

Wie groß ist das Universum?

  • Methoden der Entfernungsmessung im Weltall und deren Einsatzbereiche in ihren grundlegenden Prinzipien erklären (E6).

Kurzreferate zu verschiedenen Entfernungsmessungen (Parallaxenmethode, Hubbleteleskop)

Parallaxenmethode mit dem Smartphone und Stellarium [14]

Linkliste (geprüft am 18.01.2017)

1

Unterrichtseinheit von Lehrer Online zur Planetarium-Software Stellarium mit Bau einer drehbaren Sternenkarte

2

Planet Schule: Fernrohr interaktiv - Video "Blick ins Weltall"

3

Planet Schule: Video "Wie funktioniert ein Teleskop" plus Material

4

Material der FH Kiel: „Milliarden Sonnen“, Sortieraufgabe: Zeitstrahl

5

Planet Schule: Quarks & Co Das kleine 1x1 des Universums

6

Planet Schule: Die Geschichte des Universums (Interaktive Grafik)

7

Microsoft: Erstellen eines Flussdiagramms

8

Lutz Clausnitzer: Arbeitsblatt zum HRD

9

Sternwarte Recklinghausen: Sterne und ihre Endstadien (HRD und schematisches HRD)

10

Uni München: Wie entstehen die Elemente

11

YouTube Video: Frag den Lesch, Entstehung der Elemente

12

Quarks & Co: Material zu „Aliens gesucht“

13

Bauanleitung: „Aldi“-Eigenbau-Spektrometer

14

Science on Stage: Entfernungsmessung mit dem Smartphone

Material:

Schüler animieren die Planetenentstehung

Anne Frebel: Die Entstehung der Elemente 

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© 2020 Qualitäts- und UnterstützungsAgentur - Landesinstitut für Schule - Letzte Änderung: 21.02.2017