Category: Klasse

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11 Fach Geographie Klasse Lernmodul Material

Atmosphärische
Zirkulation

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.
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10 11 12 Fach Geographie Klasse Klima Material Physik Uncategorized

Das Treibhausgas CO2 im Laufe der Zeit

CO2 ist das wichtigste anthropogene Treibhausgas und hauptverantwortlich für den momentan
stattfindenden Klimawandel. Hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Energieträger, stieg die atmosphärische CO2 Konzentration seit der industriellen Revolution kontinuierlich an. Im dieser Unterrichtseinheit können Schüler mit Hilfe einer interaktiven Grafik diesen Anstieg nachverfolgen, und die Prozesse die ihn verursacht haben nachvollziehen. 

Jahrgangstufen: 10,11,12

Bearbeitungszeit: 90 min

Fächer : Geographie, Chemie

Leitfrage: Wie können Klimawissenschaftler und Klimaleugner dieselben CO2 Konzentrationsmesswerte untersuchen und dabei zu konträren Aussagen gelangen?

Themen: CO2 Konzentration, Klimaentwicklung, Klimawandel

https://www.iup.uni-bremen.de/carbon_ghg/Clim4Edu/interaktiv/clim4edu_co2ts.html
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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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8 Fach Klasse Lernmodul Material Mathematik

Pixel auf Abwegen

Zentrales Element dieser Lerneinheit ist das Beispiel eines Flugzeugs, das für Scanneraufnahmen über eine Landschaft fliegt und durch eine Windböe vom geraden Kurs abkommt. Die dadurch auf dem Scannerbild entstandene Verzerrung können die Schülerinnen und Schüler durch eine Funktion korrigieren. Zusätzlich zum Verständnis der mathematischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auch Aspekte der Fernerkundung kennen.

Klassen: 8

Bearbeitungszeit: 2 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: Grundlagen im Bereich lineare Funktionen

Themen: Geokorrektur, Koordinatensystem, Lineare Funktion, Verzerrung, digitale Bilder

Autoren: Henryk Hodam

Ziele:

  • Aufgabe und Mechanismen einfacher linearer Funktionen sollen beschreiben werden können.
  • Ein klarer Bezug zwischen mathematischen Inhalten und einer realen Situation soll hergestellt werden können.
  • Die Entstehung von Flugzeug-Scannerbildern soll nachvollzogen werden können.
  • Die Struktur eines digitalen Bildes soll benannt und auf die Problemstellung übertragen werden können.
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11 12 Fach Klasse Lernmodul Material Physik

Mikrowellen aus dem All – Die Erde im Radar

In der modernen Beobachtung der Erdoberfläche und ihrer Veränderungsdynamik sind Radarsysteme von entscheidender Bedeutung. Sie erlauben es, großflächige Oberflächenstrukturen selektiv zu erfassen und zu klassifizieren. Mithilfe von Radarfernerkundung können Veränderungen beispielsweise von Vegetationsverteilungen oder Gletschern detektiert werden. Mit Hilfe von ausgewählten Radarbildern erhalten die Schüler und Schülerinnen (SuS) einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erfassung von Veränderungsdynamiken an der Erdoberfläche. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundwissen zu dem Thema Radarfernerkundung, sowie grundlegendes Wissen über Eigenschaften von Mikrowellen ergänzt.

Das Ziel der Unterrichtseinheit „Radar” ist das Verständnis grundlegender Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und ihrer Anwendungsmöglichkeiten in Radarfernerkundungssystemen kennen zu lernen. Ferner schult die Unterrichtseinheit den Umgang mit abstrakten Darstellungen (Satellitenbilder) von bekannten Landschaftseinheiten.

Klassen: 11, 12

Bearbeitungszeit: 1 Stunde

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: Braunkohle, Change Detection, Elektromagnetisches SpektrumRadar

Autoren: Johannes Schultz, Andreas Rienow, Henryk Hodam
Floreana Miesen

Ziele:

  • grundlegende Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen und Radarfernerkundsystemen kennen lernen.
  • die Veränderungsdynamik im Braunkohle-Abbau analysieren.
  • ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Landoberfläche, Rückstreuung und Radarfernerkundungssystemen bekommen.
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6 Fach Klasse Lernmodul Material Physik

Summer in the City

Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit dem Themenkomplex Temperatur und Energie auseinander. Mithilfe von Thermalbildern werden sie in die Lage versetzt, Oberflächen unterschiedlicher Temperatur voneinander zu unterscheiden. Dabei lernen sie den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur, spezifischer Wärmekapazität und weiteren thermalen Objekteigenschaften kennen.

Klassen: 6

Bearbeitungszeit: 1 – 2 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Temperatur, Thermalbilder, Thermalstrahlung, spezifische Wärmekapazität

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß

Ziele:

  • Die Begriffe spezifische Wärmekapazität, Reflexion und Absorption sollen mit eigenen Worten erklärt werden können.
  • Verschiedene Stoffe und Oberflächen sollen anhand ihrer spezifischen Wärmekapazität eingeordnet werden.
  • Die Erwärmung verschiedener Oberflächen im Tagesgang soll bewertet werden.
  • Die Temperaturunterschiede verschiedener Oberflächen in Thermalbildern von Tag- und Nachtaufnahmen sollen erkannt und benannt werden.
  • Thermalbilder sollen ausgewertet, interpretiert und bewertet werden.
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7 Fach Klasse Lernmodul Material Physik

Dem Unsichtbaren auf der Spur

Die Unterrichtseinheit “Dem Unsichtbaren auf der Spur” erläutert die Funktionsweise eines Satelliten, der das von der Erdoberfläche reflektierte Licht zur Bildaufnahme nutzt und dabei auch Wellenlängen jenseits des sichtbaren Lichts einbezieht. Zusätzlich zum Verständnis der physikalischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auf diese Weise auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Eine “Vermittlerfigur” in Form eines virtuellen Professors begleitet die Lernenden bei der Erforschung des elektromagnetischen Spektrums.

Klassen: 7

Bearbeitungszeit: 2 – 3 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Absorption, Elektromagnetisches Spektrum, Infrarot, Licht, Reflexion

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß

Ziele:

  • Reflexionseigenschaften unterschiedlicher Objekte sollen benannt werden können.
  • Unterscheidung der Begriffe “Reflexion” und “Absorption”.
  • Der Zusammenhang zwischen Objektfarbe und Reflexionseigenschaften soll erklärt werden.
  • Das elektromagnetische Spektrum und Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Lichts sollen beschrieben werden können.
  • Grundlagen der Umwandlung von Reflexionswerten in Bildinformationen.
  • Entstehung von Falschfarbenbildern.
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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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12 Informatik Lernmodul

1, 0 – Spalte, Reihe, Bild

Digitale Bilder gehören im Zeitalter von Digitalkameras, Smartphones und Internet zu unserem Alltag. Aber wie sind digitale Bilder aufgebaut und welche Informationen sind darin enthalten? Das Lernmodul “1, 0 – Spalte, Reihe, Bild” geht dieser Frage auf den Grund und deckt dabei auf, wie sich ein Bild aus einzelnen Pixeln zusammensetzt und wie der Computer die in diesen Pixeln enthaltenen Informationen abspeichert. Dabei wird ausgehend vom binären Zahlensystem hergeleitet, wie der Computer Informationen in Bits und Bytes speichert und wie diese – letztlich nur als 1 und 0 vorliegenden Zahlen – in Form eines Bildes für das menschliche Auge sichtbar und interpretierbar gemacht werden können. Hierdurch wird wichtiges Grundlagenwissen in der Fernerkundung vermittelt. Im Zentrum des Lernmoduls steht ein digitales Luftbild, das einige Mängel aufweist und von den Schüler/Innen korrigiert werden soll. Im Übrigen ist die Technik der digitalen Fotografie im Zusammenhang mit der Raumfahrt und Erdbeobachtung entwickelt worden und wird dort schon seit den 1970er Jahren eingesetzt – das bis in die 1960er Jahre übliche Abwerfen der Filmrollen mit Wiedereintrittskapseln war doch recht umständlich.

Klassen: 12

Bearbeitungszeit: 2 Stunden

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: Bit & Byte, Histogramm, binäre Zahlen, digitale Bilder

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam

Ziele:

  • Der Aufbau eines digitalen Bildes soll erklärt werden können.
  • Das binäre Zahlensystem soll angewendet und binäre Zahlen in Dezimalzahlen umgerechnet werden.
  • Der Wertebereich von 8 Bit soll benannt werden können.
  • Die Schüler/Innen manipulieren Grauwerte eines digitalen Bildes durch die Änderung der Grauwerte einzelner Pixel und durch Histogrammstreckung.
  • Es soll erklärt werden können, was ein Histogramm ist.
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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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