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10 8 9 AR-Apps Fach Geographie Material

Im Auge des Sturms –
Zyklone statt Pokémons

Die Arbeitsblätter thematisieren die Entstehung von tropischen Zyklonen am Beispiel des Taifun Maysak, der die Philippinen am 5.4.2015 heimgesucht hat. Anhand von schematischen Darstellungen, ISS-Videos und Wetterkarten wird die Entstehung und der Aufbau eines tropischen Zyklons erläutert. Das Arbeitsblatt bedient sich dazu der sogenannten erweiterten Realität, Augmented Reality. In Kombination mit dem Arbeitsblatt ermöglicht es die dafür entwickelte App „Im Auge des Sturms“ den Zyklon live auf dem Smartphone der Schüler*innen darzustellen.

Columbus-Eye-App kostenlos bei Google Play (Part “Im Auge des Sturms”)

Ziele: Die Schüler*innen sollen…

  • die Entstehung von tropischen Zyklonen  verstehen,
  • deren physikalischen Grundlagen (Corioliskraft) erlernen,
  • Wetterkarten interpretieren können,
  • das Smartphone als Erkenntnisinstrument erfahren.

Die ZIP-Datei (1 MB) enthält die Arbeitsblätter und einen Lehrkommentar.

ImAugedesSturmsDownload
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7 8 9 AR-Apps Fach Geographie Klasse Material

Aralkum- Vom See zur Wüste

Der Rückgang des Aralsees und die Entstehung der Wüste Aralkum ist eines eindrücklichsten Beispiele für Desertifizierungsprozesse unserer Zeit. Das Arbeitsblatt “Aralkum – Vom See zur Wüste” ermöglicht es, die Entwicklung der Region der letzten 10 Jahre anschaulich anhand von ISS-Videos, Satellitendaten sowie Hintergrundinformationen zu den gesellschaftlichen und ökonomischen Prozessen nachzuvollziehen. Mit Hilfe der App “Aralkum” können die Schüler*innen eigenständig in die Rolle der Forscher*innen schlüpfen und selbstständig Prognosen erstellen.

Die App ist Teil der Columbus-Eye-App. Kostenlos erhältlich bei Google Play (Part “Aralkum”)

Ziele: Die Schüler*innen sollen…

  • Satellitenbilder (ISS) interpretieren und räumlich zuordnen,
  • die Aralseeregion und die in ihr stattfindenden Prozesse verorten,
  • das Konfliktpotential Mensch-Natur erkennen und analysieren,
  • die Erde als System mehrerer Teilsysteme verstehen und
  • Prognosen der Wasserflächenentwicklung erstellen und kritisch bewerten

Die ZIP-Datei (2MB) enthält einen Lehrerkommentar und das Arbeitsblatt.

Unterrichtsmaterialien_Aralkum_2020
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7 8 9 Fach Geographie Klasse Lernmodul Material

Tsunami – wenn Wellen alles ändern

Naturkatastrophen gefährden Lebensräume: Siedlungen werden zerstört, landwirtschaftliche Flächen überflutet, Küstenlinien verändern sich. Besonders eindrucksvoll lässt sich dies anhand von Satellitenaufnahmen nachvollziehen. Indem die Schülerinnen und Schüler diese Bilder interpretieren, sind sie in der Lage, Risiken und Schäden für Natur und Menschen zu erkennen und zu bewerten. Zentrales Thema dieser Unterrichtseinheit ist der Tsunami des Jahres 2004 im Indischen Ozean. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit einem interaktiven Computer-Modul.

Klassen: 7, 8, 9

Bearbeitungszeit: 3 – 4 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Change Detection, Erdbeben, Klassifikation, Naturgefahren, Schadensermittlung, Tsunami

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Caroline Kraas, Kerstin Voß

Ziele: 

  • Die Bedeutung von Naturgefahren soll erkannt werden.
  • Die Raumwahrnehmung und -bewertung soll geschult werden.
  • Entstehungsmöglichkeiten und Ursachen von Tsunamis sollen beschrieben werden können.
  • Die Fernerkundung als Möglichkeit zur Schadensermittlung soll kennen gelernt werden.
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7 8 9 Fach Geographie Klasse Lernmodul Material

Inner
tropische Konvergenz
zone

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
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7 8 9 Fach Geographie Klasse Lernmodul Material

Hochwasser – Umgang mit einer Naturgefahr

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.
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6 7 8 9 Fach Klasse Lernmodul Material Mathematik

Mittelwert
berechnung von der ISS

Das Ziel der Unterrichtseinheit „Mittelwertberechnung von der ISS“ (Mathe) ist es, Schülerinnen und Schüler (SuS) mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbständig Daten erheben und mit Hilfe des arithmetischen Mittels auswerten können. Als Datenquelle steht ihnen ein ISS-Bild zur Verfügung, aus dem sie Bildwerte auslesen können. Die statistische Methode wenden die (SuS) an, um Bildkorrekturen an dem Bild vorzunehmen und dadurch Aufnahmefehler zu korrigieren.

Klassen: 6, 7, 8, 9

Bearbeitungszeit: 1 Stunde

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Stochastik, Bildverbesserung, Mittelwerte Moving Window

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Andreas Rienow

Ziele: 

Die Schüler und Schülerinnen sollen…

  • Mittelwertberechnungen anhand des arithmetischen Mittels durchführen können
  • Mittelwert-Filter zur Rauschunterdrückung auf
    digitale Bilder anwenden
  • das Prinzip eines „Moving Windows“ erklären
    können
  • in die Erdbeobachtung von der ISS eingeführt
    werden
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6 7 8 9 Fach Lernmodul Material Mathematik

Bild
verbesserung mit Statistik

Das Ziel der Unterrichtseinheit „Bildverbesserung mit Statistik“ ist es, Schüler/Innen mit einfachen Analysewerkzeugen auszustatten, mit denen sie selbständig Daten erheben und mit Hilfe des arithmetischen Mittels und des Medians auswerten können. Als Datenquelle steht ihnen ein Satellitenbild zur Verfügung, aus dem sie Bildwerte auslesen können. Die statistischen Methoden wenden die Schüler/Innen an, um Bildkorrekturen an dem Satellitenbild vorzunehmen und dadurch Aufnahmefehler zu korrigieren.

Klassen: 6, 7, 8, 9

Bearbeitungszeit: 1 Stunde

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: Bildverbesserung, Mittelwerte, Moving Window,
Stochastik

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Ali Zubair Shah

Ziele:

  • Mittelwertberechnungen anhand des arithmetischen Mittels und des Medians durchführen können.
  • Mittelwert-Filter zur Rauschunterdrückung auf digitale Satellitenbilder anwenden.
  • Das Prinzip eines „Moving Window“ erklären können.
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7 8 9 Biologie Fach Lernmodul Material

Kleiner Käfer, großer Schädling

Im Rahmen des Klimawandels und den damit einhergehenden Prozessen kommt es auch zu gravierenden Veränderungen in den Ökosystemen. Diese Unterrichtseinheit befasst sich mit dem Einfluss von Bergkiefernkäfern auf das Waldökosystem in Nordamerika. West und Nordamerika zählt zum natürlichen Verbreitungsgebiet des Bergkiefernkäfers, jedoch breitet er sich in den letzten Jahren auch in die borealen Wälder Kanadas aus. Insbesondere wärmere Sommer und mildere Winter begünstigen die Ausbreitung und massenhafte Vermehrung der Käfer. Mit Hilfe von hyperspektralen Satellitenbildern und daraus abgeleiteten Vegetationsindizes erhalten die Schüler/Innen einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erfassung von Käferschäden. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundwissen zu den Themen hyperspektrale Fernerkundung, Interaktion zwischen Käfer und Baum, sowie grundlegendes Wissen über Aufbau und Funktion der Sprossachse ergänzt.

Klassen: 7, 8, 9

Bearbeitungszeit: 45 Minuten

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: Bergkiefernkäfer, Hyperspektralfernerkundung, Vegetationsindex, Waldökosystem, invasive Arten

Autoren: Johannes Schultz, Andreas Rienow, Henryk Hodam

Ziele:

  • hyperspektrale Satellitenbilder interpretieren und aus ihnen den Befall mit Bergkiefernkäfern ableiten
  • den Einfluss von Bergkiefernkäfern auf das Waldökosystem beschreiben
  • ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Klimawandel, Käferbefall und Abwehrmechanismen der Bäume bekommen
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10 7 8 9 AR-Apps Fach Geographie Material Physik

Vulkane unterm Radar

Mit dem Radar-Satelliten Sentinel-1 werden aktive Vulkane beobachtet.

Rund um den Erdball gibt es zahlreiche aktive Vulkane, an deren Hängen – oder sogar in deren Kratern – Menschen siedeln. Um Frühwarnprogramme zu verbessern, müssen diese Vulkane ständig beobachtet werden. Neben verschiedensten
Bodenmessungen kommen dabei auch Satelliten zum Einsatz, zum Beispiel Sentinel-1.
Mit seinem Radar-Sensor kann Sentinel-1 nicht nur durch die Wolken blicken, sondern auch kleinste Veränderungen des Bodens aufspüren. So können Bewegungen der aktiven Vulkane, die auf baldige Ausbrüche hindeuten, beobachtet werden. Die Campi Flegrei, oder Phlegräischen Felder, bei Neapel sind noch immer aktiv. Neueste Forschung zeigt, dass sie sich eine Magmakammer mit dem Vesuv teilen – und, dass sich in ihrer Mitte der Boden hebt. Das Arbeitsblatt vermittelt mit der anschaulichen Augmented-Reality-App, wie Sentinel-1-Radar-Daten benutzt werden, um diese Hebung zu verfolgen, und diskutieren die Abwägungen der Bewohner dieser möglicherweise hochexplosiven Region am Beispiel der Geothermie.

Die “Vulkane unterm Radar”-App ist Teil der ColumbusEye-App

App “Columbus Eye” kostenlos im Google Play Store

Ziele:

Die Schüler*innen sollen…
• die Entstehung eines Vulkans beschreiben und verschiedene Vulkantypen darstellen,
• die Funktionsweise von Radarfernerkundung als Wissenschaft einordnen und anwenden,
• Interferometrie-Abbildungen erklären und analysieren,
• Geothermie als erneuerbare Energiequelle erörtern und in einer Diskussion beurteilen.

Bearbeitungszeit: 2-4 Stunden (Modulauswahl) Themen: Geländemodelle, Geothermie, Naturgefahren, Radar, Radar Niveau: fortgeschritten

Autoren: Claudia Lindner, Frederike Krahn

 
 
 
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10 5 6 7 8 9 Fach Geographie Klasse Lernvideos Material Physik

Elektromagnetisches Spektrum
– Vertiefung

Alle Informationen, die von erdbeobachtenden Satelliten gesammelt werden sind aus den Wellen des elektromagnetischen Spektrums abgeleitet. Grund genug, sich diese elektromagnetischen Wellen und ihre Eigenschaften einmal genauer anzuschauen.

Das elektromagnetische Spektrum -Vertiefung

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