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Klima und Wald: Warum regnet es im Regenwald?

Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtssequenz zum Thema Wald und Klima ist ein Auszug aus dem Unterrichtsmaterial "Warum regnet es im Regenwald?" für Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 und 6. Es legt den Schwerpunkt auf die Themen Klima und Kinder der Welt. Kinder aus Regenwaldgebieten erzählen darin von ihrem Alltag.Warum ist es am Äquator immer gleich warm und warum gibt es bei uns Jahreszeiten? Die tropischen Regenwälder ziehen sich wie ein Gürtel um den Äquator. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit Klimazonen und Waldtypen und lernen die besonderen klimatischen Bedingungen im Regenwald kennen. Sie lernen, Zusammenhänge zwischen Klimazonen und Vegetationsformen zu erkennen und können wesentliche Elemente des tropischen Klimas benennen. In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Klima und Wald werden auf Seiten der Lehrkraft Grundkenntnisse zu Klimazonen vorausgesetzt. Die Arbeitsblätter enthalten die wichtigsten Informationen hierzu für die Schülerinnen und Schüler. Die Lernenden erkennen bei der Auseinandersetzung mit den Themen und Materialien dieser Unterrichtseinheit unterschiedliche Klimazonen der Erde und erfahren, wie Klimadiagramme funktionieren. Die Arbeitsmaterialien fokussieren die thematischen Bereiche "Klimazonen erkennen und benennen", "Verbreitung und Rückgang des Regenwaldes", "Was brauchen tropische Zimmerpflanzen zum Leben?" und "Klimadiagramme verstehen und interpretieren". Die Unterrichtseinheit ist damit fächerübergreifend beziehungsweise fächerverbindend angelegt und kann im Geographie- und Biologie-Unterricht, aber auch im Politik- beziehungsweise SoWi-Unterricht eingesetzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erkennen Klimazonen und lernen, Klimadiagramme zu verstehen. lernen verschiedene Waldtypen kennen. lernen, Zusammenhänge zwischen Klimazonen und Vegetationsformen zu erkennen und können wesentliche Elemente des tropischen Klimas benennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren online oder mit Atlanten, wo die Regenwälder der Erde liegen oder welche speziellen Bedingungen Pflanzen benötigen. Materialien von OroVerde Das Materialpaket "Warum regnet es im Regenwald?" ist Lehrmaterial, das die Tropenwaldstiftung OroVerde konzipiert und herausgegeben hat. Neben den Materialien für die 5. und 6. Klasse gibt es außerdem Materialien für die Grundschule (3. und 4. Klasse, "Schokolade wächst auf Bäumen?!"), für Haupt- und Förderschulen ("Weil wir es uns wert sind: Umweltbildung an Hauptschulen") und für Schülerinnen und Schüler ab der 8. Klasse ("Geist ist geil!" - Werbung und Natur). Jugendliche für Natur, Umwelt und BNE begeistern Das OroVerde-Projekt "Weil wir es wert sind" startete im Jahr 2009 und setzte sich zum Ziel, junge Menschen - vor allem Schülerinnen und Schüler an Hauptschulen - für die Themen Natur, Umwelt und nachhaltige Entwicklung zu begeistern. Kern des Pilotprojekts sind eigenständige Kampagnen und Schülerfirmen von Jugendlichen, die aus den schulischen Aktivitäten rund um das Thema Schutz des Tropenwalds hervorgehen. Der Titel "Weil wir es wert sind" soll dabei bewusst zur Stärkung des Selbstwertgefühls der Jugendlichen beitragen. Auch der Austausch von Meinungen untereinander wird gefördert.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I

Klimazonen der Erde: Arbeiten mit einem Web-GIS

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten Schülerinnen und Schüler eigenständig die Klimaklassifikation nach Siegmund und Frankenberg mit dem Web-GIS des Landesmedienzentrums Baden-Württemberg.Der Web-GIS-Dienst "Klimadiagramme global" stellt monatliche Temperatur- und Niederschlagsdaten von mehr als 600 Klimastationen auf der ganzen Welt zur Verfügung. Das Web-GIS ist dabei über eine Filterfunktion einfach zu bedienen und erfordert keine Anmeldung. Eine ausreichende Anzahl an Computer-Arbeitsplätzen mit Internetzugang und Browser genügt. Mithilfe logischer Abfragen der Klimadaten im Web-GIS lassen sich die thermischen Klimazonen nach Siegmund und Frankenberg sowie deren Lage herausarbeiten. Die Arbeitsblätter können dabei zur Erarbeitung oder zur Vertiefung und Festigung des Themas Klimaklassifikation genutzt werden. Die Unterrichtseinheit eignet sich sowohl für den Präsenz- als auch den Distanz-Unterricht. Das Thema "Klimaklassifikationen" im Unterricht Von der fünften Klasse bis zu ihrem Schulabschluss begegnet das Thema Klimazonen Schülerinnen und Schülern immer wieder. Um raumbezogene Sachverhalte, Situationen und Probleme verstehen und beurteilen zu können, ist Grundwissen über die globalen Klimazonen eine wichtige Basis. Die Unterrichtseinheit geht in diesem Rahmen auf die fachwissenschaftlich weniger bekannte, dafür aber besonders lernerbezogene Klimaklassifikation von Siegmund und Frankenberg ein. Diese basiert auf einem Baukastensystem, das es ermöglicht, Aufbau und Komplexitätsgrad der Klimaklassifikation an das Alter der Lernenden und die Schulform anzupassen. Vorkenntnisse Um die Aufgaben problemlos lösen zu können, sollten die Schülerinnen und Schüler bereits Vorkenntnisse über Klimaklassifikationen im Allgemeinen und die globale Zirkulation haben. Das Web-GIS der Landesmedienzentrale Baden-Württemberg eignet sich besonders für GIS-Neulinge. Im Umgang mit Geoinformationssystemen sind also keine Vorkenntnisse von Nöten. Didaktischer Kommentar Für Lernende, die in Zeiten aufwachsen, in denen der Klimawandel omnipräsent ist, ist es wichtig, sich mit den klimatischen Verhältnissen auf der Erde auseinanderzusetzen. Fachwissenschaftlich ist die Klimatologie eine wichtige Grundlage, anhand der sich viel über das Leben der Menschen in unterschiedlichen Klimazonen, Naturgefahren oder die Nutzung verschiedener Räume ableiten lässt. Im digitalen Zeitalter kommt hinzu, dass auch in der Geographie neue Medien genutzt werden, die die Schülerinnen und Schüler zunächst kennen lernen müssen. Geographische Informationssysteme erleichtern die Arbeit mit Geodaten, da sich hier deutlich mehr Informationen bündeln und strukturieren lassen als auf klassischen Karten. Es ist heute also nicht nur wichtig, dass Lernende mit analogem Kartenmaterial umgehen können, sondern auch Geographische Informationssysteme nutzen können. Methodischer Kommentar Dank des Spiralcurriculums kommen die Lernenden immer wieder mit den Thema Klimaklassifikationen in Kontakt und untersuchen es unter unterschiedlichen Gesichtspunkten. In dieser Unterrichtseinheit wird das bereits bekannte Thema Klimaklassifikationen mit dem neuen Medium Geoinformationssystem verknüpft. Indem die Schülerinnen und Schüler eigenständig mit einem einfach zu bedienenden Web-GIS arbeiten, werden sie adressatenbezogen in das Medium eingeführt. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen die Lage der thermischen Klimazonen nach Siegmund und Frankenberg. können die breitenkreisparallele Anordnung der Klimazonen erklären. erklären die Lage der Trockenklimate. kennen die Unterschiede zwischen effektiven und generischen Klimaklassifikationen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen ein Web-GIS zur Informationsgewinnung. stellen die im Web-GIS gewonnenen Informationen in einer Karte sachgemäß dar.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Klimazonen: das Klima auf der Erde

Kopiervorlage

Dieses Unterrichtsmaterial informiert die Lernenden der Grundschule über das Klima und die Klimazonen der Erde. Eine Übersichtskarte und kurze Sätze geben eine anschauliche Erklärung zu Begriffen und charakteristischen Klimaverhältnissen. Wetter und Klima sind Themen, die alle angehen und auch viele Kinder und Jugendliche beschäftigen – das zeigt nicht zuletzt die Fridays for Future-Bewegung . Im Zusammenhang mit dem Klimawandel und seinen Folgen sowie der Debatte rund um den Klima- und Umweltschutz ist eine thematische Auseinandersetzung aktueller denn je und sollte auch im Unterricht Berücksichtigung finden. Diese Unterrichtsmaterialien vermitteln Schülerinnen und Schülern im Sachunterricht Grundkenntnisse zum Thema Klima , indem sie sie über das Klima der Erde und die verschiedenen Klimazonen informieren. Die Arbeitsblätter eignen sich auch für den Einsatz in den Fächern Erdkunde und Geographie zum Thema Klima- und Vegetationszonen. Das Klima und die Klimazonen auf der Erde Während sich das Wetter relativ schnell ändert beziehungsweise wechseln kann, bleibt das Klima normalerweise über einen längeren Zeitraum gleich. In verschiedenen Regionen auf der Erde herrscht unterschiedliches Klima. Klimazonen sind großflächige Gebiete mit ähnlichem Klima; dabei spielt unter anderem die unterschiedliche Sonneneinstrahlung eine Rolle. Das vorliegende Arbeitsmaterial informiert die Lernenden über die vier Klimazonen auf der Erde und sie lernen charakteristische Klimaverhältnisse kennen: Sie erfahren, dass es die Polarzone und die subpolare Zone gibt, in denen es oft unter 0 °C kalt ist – manchmal sogar bis -80 °C. In der gemäßigten Zone, in der auch Deutschland liegt, gibt es die Jahreszeiten Frühling, Sommer (dann ist es warm oder heiß), Herbst und Winter. Die Sommer in der subtropischen Zone sind heiß und trocken, im Winter regnet es oft. In der tropischen Zone ist es immer heiß und feucht, dort ist auch der Regenwald. Durch die Darstellung der Einteilung auf einer Weltkarte können die Schülerinnen und Schüler sehen, welche Länder und Kontinente in welchen Klimazonen liegen. Die farbige Visualisierung verdeutlicht dabei die Klimazonen-Charakteristika und unterstützt die Schülerinnen und Schüler dabei, sich diese zu merken. Die Themen Klima, Umwelt- und Klimaschutz im Unterricht Anhand des Unterrichtsmaterials erweitern die Lernenden nicht nur ihre Sachkompetenz rund um das Thema "Klima und Klimazonen" sowie ihren Wortschatz aus dem Themenfeld "Natur und Umwelt", sondern werden auch im Rahmen von Sachunterricht für die Umwelterziehung und den Klimaschutz sensibilisiert. In diesem Zusammenhang bietet es sich an, an den Unterrichtsinhalt anzuknüpfen und weitere Aspekte wie beispielsweise Klimawandel und Klimaschutz aufzugreifen und adressatengerecht im Unterricht zu thematisieren.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Primarstufe

Ökosystem Savanne: von der Dornsavanne zur Feuchtsavanne

Unterrichtseinheit

Mit diesem Unterrichtsmaterial zum Thema Savanne lernen die Schülerinnen und Schüler mit der Dornstrauchsavanne, der Trockensavanne und der Feuchtsavanne unterschiedliche Savannentypen kennen. Die Lernenden verstehen, warum sich Pflanzen an die klimatischen Bedingungen anpassen müssen und erläutern, warum sich Savannen auf der Erde weiter ausbreiten.In Zusammenhang mit den verschiedenen Klima- und Vegetationsformen der Erde beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe I im Unterricht in Geographie beziehungsweise Erdkunde intensiv mit dem Tropischen Regenwald und seinem Artenreichtum. Die Savannen – auch als Grasländer der wechselfeuchten Tropen bezeichnet – sind eine Art Übergangszone vom Tropischen Regenwald zur Wüste. Da die Savanne eine der am meisten genutzten Zonen innerhalb der Tropen ist, lohnt sich ein genauerer Blick dorthin. Mit diesem aktivierenden Unterrichtsmaterial erarbeiten die Lernenden deshalb mit der Dornstrauchsavanne, der Trockensavanne und der Feuchtsavanne unterschiedliche Savannentypen. Sie verstehen die Anpassung von Pflanzen an die Bedingungen in unterschiedlichen Klimazonen sowie die Ausbreitung von Savannen auf der Erde. Das Thema "Ökosystem Savanne: von der Dornsavanne zur Feuchtsavanne" im Unterricht Die Savanne ist eine Vegetationszone der wechselfeuchten Tropen, die zwischen dem Tropischen Regenwald und der Wüste beziehungsweise Halbwüste liegt. Sie ist charakterisiert durch ausgeprägte Trocken- und Regenzeiten mit einer hierfür angepassten Vegetation. Direkt an den Regenwald schließt sich die Feuchtsavanne an mit ihren typischen Galeriewäldern und hohen Bäumen sowie mit dem meterhohen Elefantengras. In der Feuchtsavanne findet man ein ausgeprägtes Tageszeitenklima und sie ist die tierreichste Region der Erde. Daran schließt sich die etwas trockenere Zone, die sogenannte Trockensavanne an, die mit Schirmakazie und Affenbrotbaum über besondere Pflanzen mit Adaptionsmechanismen verfügt. Die Dornstrauchsavanne ist die trockenste Zone der Savanne. Hier wachsen dornartige Pflanzen, um sich vor zu viel Verdunstung, aber auch vor Fressfeinden zu schützen. An diese Zone grenzt als noch lebensfeindlichere Zone die Wüste beziehungsweise Halbwüste an. Savannen stellen ein Beispiel für das Leben und Wirtschaften im tropischen Afrika dar. Die Schülerinnen und Schüler lernen mit diesem Material für den Unterricht in Geographie beziehungsweise Erdkunde, wie sich die Menschen an die Savannentypen angepasst haben und wie sie mit den klimatischen Bedingungen zurechtkommen und dennoch ihre Familie versorgen können. Die weitere Ausbreitung der Savannen und Wüsten (Desertifikation) ist vor allem anthropogen bedingt. Der Klimawandel spielt hier ebenso eine Rolle, was die gesellschaftspolitische Bedeutung unterstreicht. Vorkenntnisse Die Schülerinnen und Schüler sollten grob die Klima- und Vegetationszonen der Erde kennen sowie auch deren Gründe verstehen: polare Zone, gemäßigte Zone, subtropische und tropische Zone mit ihren Vegetationsformen: Tundra, Nördlicher Nadel-/Mischwald, Hartlaubgewächse/Mittelmeervegetation, Savanne und Tropischer Regenwald. Didaktische Analyse Das Wort Savanne stammt aus dem Spanischen "sabana" und bedeutet trockene Graslandschaft. Die Savanne ist durch einen Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit charakterisiert und nimmt circa eine Fläche von 15% der Gesamtfläche der Erde ein und befindet sich im wechselfeuchten Bereich der Tropen beidseits des Äquators. Der Boden ist meist mit Pflanzen bedeckt und typisch für diese Landschaft sind Gräser und Sträucher. Die Niederschlagsmenge ist das entscheidende Kriterium für die Einteilung der verschiedenen Savannentypen. Methodische Analyse Die drei Bilder der Savannentypen mit ihrer unterschiedlichen Wuchshöhe der Pflanzen in diesem Unterrichtsmaterial lassen Rückschlüsse über den räumlichen Standort der Savanne zu, das heißt je heißer und trockener das Klima ist, um so niedriger wachsen die Pflanzen, um Wasser zu sparen. Je näher man sich am am Äquator befindet, um so feuchter und heißer ist es, um so üppiger und höher ist die Pflanzenwelt. Die genauen Zusammenhänge erkennen ist nur mit einem Basis-Vorwissen möglich. Deshalb kann eine Wiederholung der Klimazonen der Erde je nach Wissensstand der Lernenden vorab notwendig sein oder ein Video über die Klimazonen mit in den Unterricht eingebaut werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die verschiedenen Savannentypen kennen und können die Vegetationsform Savanne in einen räumlichen und klimatischen Gesamtzusammenhang bringen. treffen anhand von Niederschlagsmengen und Vegetationsform über den jeweiligen Savannentyp eine Aussage über die Nutzung. erkennen die natürlichen und anthropogenen Ursachen und Folgen für die weitere Ausbreitung der Savannen beziehungsweise der Wüsten auf der Erde. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Lesekompetenz und können fachliche Inhalte grafisch in Schemata umsetzen. werten verschiedenartige Medien wie Texte, Tabellen, Grafiken und Bilder hinsichtlich relevanter Informationen aus. hinterfragen die Informationen aus verschiedenen Medien kritisch. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konzentriert in Kleingruppen und nehmen die Vorschläge der anderen auf. beziehen zum Thema Ausbreitung der Savannen kritisch Stellung. erarbeiten Lösungsvorschläge in Kleingruppen, um die weitere Ausbreitung der Savannen zu verhindern.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I

WebGIS-Schule - Kontinentalität und Maritimität

Unterrichtseinheit

Strandurlaub und sibirische Kälte in gleicher Breitenkreislage – das ist möglich? Mit dem kostenfreien Dienst "WebGIS-Schule" können Schülerinnen und Schüler die starken Auswirkungen von Kontinental- und Seeklima eigenständig erarbeiten.Der WebGIS-Dienst "Das Klima weltweit" stellt monatliche Temperatur- und Niederschlagsdaten von 1.270 Klimastationen zur Verfügung. Die Nutzung dieser Daten im Schulunterricht erfordert keine Installation spezieller Software. Eine ausreichende Anzahl an Computer-Arbeitsplätzen mit Internetzugang und Browser genügt. Die Schülerinnen und Schüler sollten die Klimazonen der Erde kennen (zum Beispiel die fünf thermisch definierten Klimazonen nach Siegmund und Frankenberg), auf die der vorliegende Unterrichtsentwurf vertiefend eingeht. Indem die Klimadaten des WebGIS für logische Abfragen über Temperaturamplituden und Niederschlagsverhältnisse genutzt werden, lassen sich kontinentale und maritime Regionen individuell herausarbeiten.Kernanliegen des Entwurfes ist es, das eigenaktive Problemlösen zu üben. Dabei ergibt sich nicht selten ein Dilemma: Einerseits gilt es, den Unterricht offen zu gestalten und nicht etwa fertige Lösungswege vorzugeben. Andererseits muss bei aller Offenheit des Unterrichts auch den Leistungsschwächeren eine Problemlösung möglich sein. Im Sinne einer Binnendifferenzierung bieten sich dabei Hilfekarten an. Durch gestufte Hilfen werden dabei die Lernhürden gesenkt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass letztlich alle Schülerinnen und Schüler auf individuellem Anforderungsniveau zu einer Lösung kommen. Hinweise zum WebGIS und zum Arbeitsblatt Informationen zum Abfragemanager sowie Tipps zur Erarbeitung, zum Einsatz der Hilfekarten, zur Ergebnissicherung und Zusatzaufgaben Die Schülerinnen und Schüler sollen die Lage kontinental und maritim geprägter Regionen aus einer modernen Informationsquelle herausarbeiten können, indem sie mithilfe des WebGIS-Dienstes adäquate Abfragen formulieren. die Lage kontinentaler und maritimer Klimastationen beschreiben und erklären können. die im WebGIS gewonnenen Informationen in einer Karte sachgemäß darstellen können. die Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität von Wasser und Gestein für das Kontinental- und Seeklima erläutern können. sich im eigenständigen Arbeiten üben, indem Sie auf ein gegebenes Problem individuelle Lösungswege entwickeln. Über die Funktion "Hot-Link" können die Klimadiagramme von mehr als 1.200 Klimastationen weltweit als Pop-up-Fenster angezeigt werden. Dafür muss der Pop-up-Blocker des Browsers ausgeschaltet sein. Das Werkzeug "Identifizieren" ermöglicht das Anzeigen der durchschnittlichen Temperatur- und Niederschlagswerte der Klimastationen. Wesentliches Werkzeug des vorliegenden Entwurfs ist der "Abfragemanager". Mit seiner Hilfe sind logische Abfragen der Klimawerte möglich. Ein Beispiel: Gemäß Siegmund und Frankenberg zeichnen die Tropen eine Jahresdurchschnittstemperatur von über 24 Grad Celsius aus. Eine entsprechende Abfrage an das System (Jahresdurchschnittstemperatur > 24 Grad Celsius) selektiert beispielsweise alle Klimastationen, die dieses Kriterium erfüllen. Das Ergebnis wird automatisch kartographisch dargestellt. Zur methodischen Heranführung an die Arbeit mit dem Abfragemanager bietet sich die Unterrichtseinheit WebGIS-Schule - Klimazonen der Erde an. Erarbeitung Anhand eines Schulbuchtextes oder eines Wikipedia-Eintrags eignen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst die wesentlichen Merkmale von kontinentalem und maritimem Klima an (Höhe der Jahrestemperaturamplitude). Anschließend wird an einem Beispiel die Funktionsweise des Abfragemanagers eingeführt (Aufgabe 2 des Arbeitsblatts "kontinentalitaet.pdf"). Sollten die Lernenden bis dahin noch nie mit dem Abfragemanager gearbeitet haben, ist eine kurze Einführung durch die Lehrkraft via Beamer empfehlenswert. In Aufgabe 3 des Arbeitsblatts gilt es nun, die extremsten Jahrestemperaturamplituden der Nordhalbkugel zu ermitteln. In den Arbeitsanweisungen wurden bewusst keine konkreten Angaben zum Lösungsweg gemacht. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler zur individuellen Auseinandersetzung mit dem Problem zu bewegen. Durch Karten mit gestuften Hilfestellungen (Scaffolding) wird ermöglicht, dass alle Lernenden die Problemstellung letztlich lösen (hilfekarten.pdf). Umgang mit den Hilfekarten Sollten die Schülerinnen und Schüler zuvor noch nie mit Hilfekarten gearbeitet haben, sind einige Hinweise zu beachten: Die Karten sollten erst nach einigen Minuten bereitgestellt werden, um die Lernenden zunächst zu einer eigenständigen Auseinandersetzung mit der Aufgabe zu bewegen. Anschließend sollen die Hilfekarten am Pult ausgelegt werden, wobei selbstverständlich nicht alle vier Hilfekarten auf einmal genommen werden dürfen. Vielmehr geht es um gestufte Hilfen: Jede Karte soll die Lernhürde sukzessive senken. Lassen Sie den Lernenden ausreichend Zeit, sich mit dem Abfragemanager, den Hilfekarten und dem Arbeitspartner auseinanderzusetzen. Übung und Ergebnissicherung Nachdem die Schülerinnen und Schüler die kontinentalsten Stationen ermittelt haben, bietet es sich an, die Ergebnisse und Lösungswege im Klassenverband zu diskutieren. Die Ermittlung der maritimsten Stationen kann dann wieder als Übung durch die Lernenden geschehen. Zum Erreichen der kognitiven Lernziele ist im Anschluss eine detaillierte Kartenauswertung notwendig. Wesentliche Leitfragen sind dabei: Wieso sind die Temperaturamplituden auf der Nordhalbkugel extremer als auf der Südhalbkugel? Wieso ist die Kontinentalität in Eurasien extremer als in Nordamerika? Wieso liegen die kontinentalen Stationen überwiegend an den Westküsten der Mittelbreiten? Zusatzaufgaben Erfahrungsgemäß befinden sich in jedem Kurs einige Schülerinnen und Schüler, die im Umgang mit dem Abfragemanager besonderes Geschick entwickeln. Gerade für sie können die Konzepte des Kontinentalitätsgrades nach Iwanow und Schrepfer eine reizvolle Vertiefung bieten.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe II

Erneuerbare Energien – Windkraftanlagen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit wird Schülerinnen und Schülern gezeigt, wie durch Windkraftanlagen die kinetische Energie des Windes in mechanische Arbeit umgewandelt wird, bevor daraus mithilfe von Generatoren elektrischer Strom erzeugt wird. Sie sollen dabei verstehen lernen, dass aus physikalischen Gründen maximal bis zu 59 Prozent der kinetischen Energie des Windes nutzbar sind, wodurch Windenergie einen sehr bedeutenden Beitrag zur klimafreundlichen Nutzung erneuerbarer Energien leisten kann. Windkraftanlagen können in allen Klimazonen genutzt werden – an Land (Onshore) und in Offshore-Windparks im Küstenbereich der Meere.Anhand von anschaulichen Abbildungen oder Animationen, beispielsweise aus dem Info-Artikel "Wie funktioniert eine Windkraftanlage?" , oder mithilfe zusätzlicher Videos werden die Lernenden in Bau- und Funktionsweise der heute gebräuchlichen Windkraftanlagen eingeführt. Ganz wesentlich für das Verständnis solcher Anlagen ist dabei das Auftriebsprinzip, mit dem die an den Rotorblättern vorbeiströmende Luft dafür sorgt, dass sich die Rotorblätter drehen können. Angelehnt an dieselben Gesetzmäßigkeiten wie bei einem Flugzeugflügel erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass dafür eine spezielle Form der Rotorblätter nötig ist – nämlich eine gewölbte Bauform, bei der sich durch die unterschiedlich schnell vorbeiströmende Luft oberhalb und unterhalb des Rotorblattes ein Unter- beziehungsweise Überdruck ergibt, der zum Auftrieb führt. Einordnung Windenergie wurde früher in Form von Windmühlen zum Mahlen von Getreide, Pressen von Oliven oder zum Sägen von Holz benutzt. Heute dient die Windenergie nahezu ausschließlich zur Erzeugung von Strom und hat als klimafreundliche Energiequelle bereits einen Anteil von rund 25 Prozent am Stromverbrauch Deutschlands erreicht. Ihr großer Vorteil liegt darin, dass Windkraftanlagen unabhängig sind von Klimazonen und sowohl an Land als sogenannte Onshore-Anlagen als auch auf dem küstennahen Meer als Offshore-Anlagen Tag und Nacht – bei entsprechendem Wind – betrieben werden können. Vorkenntnisse Windkraftanlagen kennt heute jedes Kind – die Funktionsweise der Übertragung der Windenergie auf die Rotorblätter und die physikalischen Gegebenheiten zur optimalen Ausnutzung dieser Energieform dürften allerdings bei Schülerinnen und Schülern als Vorkenntnisse kaum vorhanden sein. Didaktische Analyse Allein die Bedeutung der Windenergie für die dringend notwendige Verbesserung des Weltklimas sollte bei der Behandlung des Themas auf großes Interesse der Lernenden stoßen – hängt davon doch ganz wesentlich die Lebensqualität von künftigen Generationen ab. Deshalb sollte man zusammen mit der physikalischen Bearbeitung des Themas auch Zeit für Diskussion einplanen. Methodische Analyse Die Herleitung der physikalischen Formeln, die das Umwandeln der kinetischen Energie des Windes in elektrischen Strom beschreiben, sollte mit den mathematischen Kenntnissen der Sekundarstufe I gut machbar sein. Die Schülerinnen und Schüler lernen dabei – einmal mehr – physikalische Inhalte zu verstehen, die bei der Meinungsbildung in Hinblick auf die Energieerzeugung im 21. Jahrhundert von großer Wichtigkeit sind. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Bau und Funktion von Windkraftanlagen beschreiben und erläutern. kennen die Gesetzmäßigkeiten bei der Umwandlung von Wind in Strom. wissen um die Bedeutung der Windenergie als erneuerbare Energieform für das Weltklima. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren selbständig Fakten und Hintergründe im Internet. können die Sachinhalte von Videos, Clips und Applets auf ihre Richtigkeit überprüfen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team. müssen sich mit den Ergebnissen anderer Gruppen auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen. erwerben eine gewisse Fachkompetenz, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden diskutieren zu können.

  • Physik / Astronomie / Technik / Sache & Technik
  • Sekundarstufe I

Die Entstehung der Jahreszeiten

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Jahreszeiten erstellen die Schülerinnen und Schüler für einen fiktiven Fernsehbericht einen Kommentar zu einer Animation über die Entstehung der Jahreszeiten.Die Ausprägung der Jahreszeiten beeinflusst täglich die Tages- und Freizeitgestaltung der Schülerinnen und Schüler. In den Medien wird regelmäßig über den anthropogen verursachten Klimawandel berichtet und in diesem Zusammenhang auch über eine Verkürzung einzelner Jahreszeiten, eine Veränderung der Neigung der Erdachse und die Verschiebung von Klima- und Vegetationszonen. Dabei wird der Sachverhalt zum Teil sehr emotional und auf der Ebene des "Halbwissens" diskutiert. Um den Schülerinnen und Schülern eine sachlich korrekte Einschätzung zu ermöglichen, sollen sie in die Lage versetzt werden, die naturwissenschaftlichen Grundlagen der Phänomene zu verstehen und zu beurteilen.Der inhaltliche Schwerpunkt dieser Einheit liegt auf der durch die Neigung der Erdachse bedingten Entstehung der Jahreszeiten. In einer weiteren Einheit ließe sich, zum Teil anhand derselben Materialien, dann auch die Entstehung der Klimazonen erklären. Aufgabenstellung und Hinweise zum Einsatz der Materialien Auf dieser Seite finden Sie die Materialien zur Unterrichtseinheit "Die Entstehung der Jahreszeiten" und eine Schilderung des "Szenarios", in dessen Rahmen die Schülerinnen und Schüler einen Animationskommentar erstellen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen den 21. März, den 21. Juni, den 23. September und den 22. Dezember als Beginn der vier Jahreszeiten. erkennen und erklären die Neigung der Erdachse als Ursache der Jahreszeiten. lernen den Einfluss des Mondes als stabilisierende Kraft der Erdachse kennen. üben in der Nachbesprechung der Stunde Modellkritik (fakultativ). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erörtern Mediendarstellungen kritisch. Einstieg in das Thema Die Lehrkraft präsentiert eine reißerische Schlagzeile zum Thema "Erdachse kippt". Alternativ können auch andere aktuelle Schlagzeilen aus der Presse verwendet werden. Arbeitsauftrag Ein Fernsehredakteur hat im Archiv des Senders eine Animation zum Thema "Entstehung der Jahreszeiten" (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken) entdeckt und möchte sie zur Untermalung einer Live-Reportage verwenden. Leider ist der Ton zum Film verloren gegangen, und so muss ein neuer Kommentar verfasst werden. Da die Reportage in 40 Minuten beginnt, hat der Redakteur aber keine Zeit mehr, um sich selber über die Entstehung der Jahreszeiten zu informieren. Dies ist die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit. Durch die Materialien sowie die Sozial- und Aktionsformen (Partner- oder Kleingruppenarbeit, Schülerpräsentationen) wird die Medien- und Kommunikationskompetenz der Schülerinnen und Schüler gefördert. Zudem lernen sie durch das fiktive Medienszenario auch unter "Termindruck" zu arbeiten. Der Wechsel der Jahreszeiten erfolgt zu folgenden Zeitpunkten: 21. März = Frühlingsanfang, 21. Juni = Sommeranfang, 23. September = Herbstanfang, 22. Dezember = Winteranfang Die Erdachse ist um 23,5 Grad geneigt. Dadurch entsteht eine unterschiedliche Beleuchtung (Tageslänge) der Nord- und der Südhalbkugel. Durch die Neigung der Erdachse und den Umlauf der Erde um die Sonne kommt es zur Ausprägung der Jahreszeiten. Der Mond stabilisiert die Lage der Erdachse. Ohne ihn wären die Jahreszeiten extremer und chaotisch. Die Darstellungen in Zeitungsartikeln sind oft übertrieben. Mit natürlichen Phänomenen wird Angst erzeugt. Das in dem Online-Arbeitsblatt verwendete Animationsmodell ist vereinfacht. Es berücksichtigt nicht den Einfluss der Gravitation des Mondes.

  • Physik / Astronomie
  • Sekundarstufe I

Westafrika – über die größte Wüste der Welt

Unterrichtseinheit

Anhand der interaktiven Unterrichtseinheit "Westafrika – über die größte Wüste der Welt" lernen die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit und das Erstellen von thematischen Karten, einen wesentlichen Bestandteil des Lehrplans für Geographie. Sie leiten komplexe Informationen aus Video-Daten ab und generieren selbständig Karten. Die Videos sind beim Überflug der ISS über die Sahara entstanden. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Diese Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes " Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht " entstanden. Das Projekt Columbus Eye wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50JR1307 gefördert.Ein zentrales Thema des Erdkunde-Unterrichts im Lehrplan der Jahrgangsstufen 7 bis 9 stellt der Bereich der Kartenerstellung dar. Dieser Themenbereich umfasst auch die Frage, wie aus Luft- bzw. Satellitenbildern Karten abgeleitet werden können. Hiermit wird Bezug auf die nationalen Bildungsstandards genommen, in denen folgende zwei Kompetenzbereiche angesprochen werden: Räumliche Orientierungskompetenz: Die Schülerinnen und Schüler lernen, sich in Räumen zu orientieren und erlangen somit ein topographisches Orientierungswissen. Kartenkompetenz: Die Raumwahrnehmung der Schülerinnen und Schüler wird geschult. Sie erlernen einen angemessenen Umgang mit Karten, können topographische Übersichtsskizzen und einfache Karten selber anfertigen. Das Ziel der Unterrichtseinheit "Westafrika – über die größte Wüste der Welt" ist es, Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit zu geben, mit einem einfachen Analysewerkzeug aus einem digitalen Bild der Erdoberfläche eine thematische Karte abzuleiten und Aussagen in Bezug auf die Landschaftszusammensetzung zu formulieren. Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Die praktische Auseinandersetzung mit dem Themenkomplex erfolgt über ein computergestütztes und interaktives Lerntool . Die Analysetools im Lernmodul sind in Flash in einem anschaulichen und schülergerechten Design umgesetzt. Das computergestützte Lernmodul berücksichtigt darüber hinaus folgende Aspekte: Der Aufbau des Moduls ist wissenschaftsorientiert und fördert somit grundlegend das wissenschaftspropädeutische Lernen. Das Lernmodul fördert eine Organisation des Unterrichts, die stark auf die Eigenaktivität und die Selbstverantwortung der Schülerinnen und Schüler setzt. Das Lernmodul berücksichtigt die Lebenswirklichkeiten der Schülerinnen und Schüler. Das Medium Computer wird als Arbeitsmittel eingesetzt, so dass den Lernenden der Computer nicht nur als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher gebracht wird. Darüber hinaus wird der Umgang mit Neuen Medien und somit die Medienkompetenz der Schülerinnen und Schüler gefördert. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Erdbeobachtung der ISS kennen. orientieren sich mit Hilfe eines ISS-Panoramas räumlich. identifizieren und weisen Erdoberflächen durch unterschiedliche Farbwerte zu und leiten diese anhand einer Klassifikation in eine thematische Karte ab. lernen Klimazonen und ihre Charakteristiken anhand des ISS-Bildes verstehen.

  • Geographie / Jahreszeiten / Englisch
  • Sekundarstufe I

Südamerika – von Küste zu Küste

Unterrichtseinheit

Anhand der interaktiven Unterrichtseinheit "Südamerika – von Küste zu Küste" lernen die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit und das Erstellen von thematischen Karten, einen wesentlichen Bestandteil des Lehrplans für Geographie. Sie leiten komplexe Informationen aus Video-Daten ab und generieren selbständig Karten. Die Videos sind beim Überflug der ISS von der Pazifik-Küste Chiles bis zur Antlantik-Küste Argentiniens entstanden. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.Diese Unterrichtsmaterialien sind im Rahmen des Projektes " Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht " entstanden. Das Projekt Columbus Eye wird von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter dem Förderkennzeichen 50JR1307 gefördert.Ein zentrales Thema des Erdkunde-Unterrichts im Lehrplan der Jahrgangsstufe 7 bis 9 stellt der Bereich der Kartenerstellung dar. Dieser Themenbereich umfasst auch die Frage, wie aus Luft- bzw. Satellitenbildern Karten abgeleitet werden können. Hiermit wird Bezug auf die nationalen Bildungsstandards genommen, in denen folgende zwei Kompetenzbereiche angesprochen werden: Räumliche Orientierungskompetenz: Die Schülerinnen und Schüler lernen, sich in Räumen zu orientieren und erlangen somit ein topographisches Orientierungswissen. Kartenkompetenz: Die Raumwahrnehmung der Schülerinnen und Schüler wird geschult. Sie erlernen einen angemessenen Umgang mit Karten, können topographische Übersichtsskizzen und einfache Karten selber anfertigen. Das Ziel der Unterrichtseinheit "Südamerika – von Küste zu Küste" ist es, Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit zu geben, mit einem einfachen Analysewerkzeug aus einem digitalen Bild der Erdoberfläche eine thematische Karte abzuleiten und Aussagen in Bezug auf die Landschaftszusammensetzung zu formulieren. Die Unterrichtseinheit bedient sich der Möglichkeiten des Computers, um die Thematik durch Animation und Interaktion nachhaltig zu vermitteln. Die praktische Auseinandersetzung mit dem Themenkomplex erfolgt über ein computergestütztes und interaktives Lerntool . Die Analysetools im Lernmodul sind in Flash in einem anschaulichen und schülergerechten Design umgesetzt. Das computergestützte Lernmodul berücksichtigt darüber hinaus folgende Aspekte: Der Aufbau des Moduls ist wissenschaftsorientiert und fördert somit grundlegend das wissenschaftspropädeutische Lernen. Das Lernmodul fördert eine Organisation des Unterrichts, die stark auf die Eigenaktivität und die Selbstverantwortung der Schülerinnen und Schüler setzt. Das Lernmodul berücksichtigt die Lebenswirklichkeiten der Schülerinnen und Schüler. Das Medium Computer wird als Arbeitsmittel eingesetzt, sodass den Lernenden der Computer nicht nur als reines Informations- und Unterhaltungsgerät, sondern auch als Werkzeug näher gebracht wird. Darüber hinaus wird der Umgang mit Neuen Medien und somit die Medienkompetenz gefördert. Die Schülerinnen und Schüler lernen die Erdbeobachtung der ISS kennen. orientieren sich mithilfe eines ISS-Panoramas räumlich. identifizieren und weisen Erdoberflächen durch unterschiedliche Farbwerte zu und leiten diese anhand einer Klassifikation in eine thematische Karte ab. lernen Klimazonen und ihre Charakteristiken anhand des ISS-Bildes verstehen.

  • Geographie / Jahreszeiten / Englisch
  • Sekundarstufe I

Die Kontinente der Erde: unsere Welt

Unterrichtseinheit

In der Unterrichtseinheit "Die Kontinente der Erde: unsere Welt" erarbeiten die Lernenden arbeitsteilig Lage, Größe, Länder, Kulturen und Religionen sowie Wetter und Klima von Europa, Asien, Afrika, Nord- und Südamerika, Australien und der Antarktis. Sie beschaffen sich dabei selbstständig Informationen und bereiten eine Präsentation vor.Im Fach Erdkunde sollen die Lernenden auch weit entfernte Orte geographisch verorten können, um die Welt zu begreifen. Dabei spielen auch die Kontinente der Erde eine große Rolle. Das Material eignet sich zur Einführung der Kontinente in der Grundschule sowie mit dem Schwerpunkt auf der Präsentation und dem freien Sprechen für die Sekundarstufe I. In dieser Unterrichtseinheit für die Klassen 4 bis 7 lernen die Schülerinnen und Schüler zunächst, was ein Kontinent überhaupt ist und wie diese aus dem Urkontinent Pangäa entstanden sind. Anschließend bereiten sie in arbeitsteiliger Gruppenarbeit Vorträge zu den einzelnen Kontinenten vor und tragen diese in der Klasse vor. Dabei beschreiben sie sowohl die Lage der Kontinente als auch die Größe, einige Länder, Kulturen und Religionen sowie das Wetter und das vorherrschende Klima. Die Schülerinnen und Schüler lernen dabei also nicht nur die geographische Aufteilung der Welt kennen, sondern üben sich auch im Präsentieren mittels PowerPoint oder Video. Das Thema "Unsere Welt: die Kontinente" im Unterricht Um ein Verständnis von dem Planeten Erde und der Welt entwickeln zu können, ist es sinnvoll, zunächst die Besonderheiten der einzelnen Kontinente zu besprechen. So lernen die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit Lage, Klima und Landschaften der einzelnen Kontinente kennen, um eine Einteilung bestimmter Klimazonen oder Länder verstehen zu können. Dabei kann es aus ethischer Sicht auch darum gehen, dass alle Menschen gleich sind, auch wenn sie von unterschiedlichen Kontinenten stammen und weit entfernt voneinander aufwachsen. Vorkenntnisse Je nach Schwerpunktsetzung sollten den Lernenden Präsentationen per Plakat, PowerPoint oder Video bereits kennen. Ebenfalls vorausgesetzt wird, dass die Schülerinnen und Schüler das Recherchieren im Internet beherrschen. Die einzelnen Gruppenmitglieder können sich dabei mit ihrem Wissen ergänzen und Lücken ausgleichen. Didaktisch-methodische Analyse Die einzelnen Kontinente werden arbeitsteilig in Gruppen erarbeitet, sodass jede Gruppe im Anschluss Expertengruppe für einen Kontinent ist. Ein wesentlicher Schwerpunkt liegt dabei auf der Beschaffung, Verwertung und Analyse von Informationen, was insbesondere im Internet durch "Fake News" eine enorme Herausforderung für die Lernenden darstellt. Damit wird die Unterrichtseinheit der übergeordneten Kompetenzorientierung der Sekundarstufe I gerecht. Die Erarbeitung erfolgt gemeinsam, sodass auch fehlende Kompetenzen überwunden werden können. Dem Prinzip der individuellen Förderung wird dadurch Rechnung getragen, dass Schülerinnen und Schüler dabei ihre Stärken gezielt einsetzen können. Wichtig ist im Anschluss, dass die Schülerinnen und Schüler dann den Vorträgen der anderen Gruppen konzentriert folgen, um die neuen Informationen zu behalten. Daher bietet sich ein Abschlussgespräch oder auch eine Wissensabfrage an. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich in Gruppen Wissen über Lage, Größe, Länder, Kulturen und Religionen sowie Wetter und Klima der Kontinente. tragen ihr Wissen angemessen vor. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen das Internet zur Informationsbeschaffung. erstellen mithilfe von PowerPoint eine Präsentation oder erstellen ein Video. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler festigen Teamfähigkeit bei der Vorbereitung eines gemeinsamen Vortrages. üben ihre Präsentationsfähigkeit und freies Sprechen in einem Vortrag. kritisieren sich gegenseitig konstruktiv und lernen daraus.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I, Primarstufe

Atmosphärische Zirkulation – Globale Windsysteme

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit zu den Themen Wetter und atmosphärische Zirkulation analysieren und interpretieren die Lernenden Bilder eines Wettersatelliten und verstehen den grundlegenden Aufbau von Hoch- und Tiefdruckgebieten sowie die Grundlagen der globalen atmosphärischen Zirkulation. Die Materialien sind auf Deutsch und auf Englisch verfügbar und somit auch im englisch-bilingualen Unterricht einsetzbar.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. Das Projekt FIS des Geographischen Institutes der Universität Bonn beschäftigt sich mit den Möglichkeiten zur Einbindung des vielfältigen Wirtschafts- und Forschungszweiges der Satellitenfernerkundung in den naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufen I und II. Dabei entstehen neben klassischen Materialien auch Anwendungen für den computergestützten Unterricht.Die Unterrichtseinheit "Atmoshpärische Zirkulation" hat zum Ziel, den Schülerinnen und Schülern die Themenkomplexe Wetter und atmosphärische Zirkulation in ihrem Gesamtzusammenhang näher zu bringen. Dadurch sind sie in der Lage, atmosphärische Prozesse als treibende Kraft für die Unterschiede im Naturpotential verschiedener Räume zu verstehen. Anhand eines Satellitenfilms, der das Wettergeschehen auf der Erde an einem Tag in voller Länge zeigt, werden die Jugendlichen besonders anschaulich in die globalen Zusammenhänge eingeführt. Dabei sollen die Lernenden zunächst eine Lesekompetenz in Bezug auf Wettersatellitenbilder aufbauen, um dann erste Wetterphänomene erkennen und erklären zu können. Darauf aufbauend können zunehmend komplexere Themenbereiche, wie Konvektions- und Advektionsprozesse sowie die Passatzirkulation und planetarische Frontalzone erarbeitet werden. Unterrichtsverlauf und Arbeitsmaterialien Ausgehend von einem Satellitenfilm erarbeiten sich die Lernenden schrittweise die globale Verteilung von Wolken- und Windsystemen. Die Schülerinnen und Schüler können Bilder von Wettersatelliten interpretieren und zur Analyse der atmosphärischen Zirkulation nutzen. können unterschiedliche Druck- und Wolkengebilde unterscheiden und sie Klimazonen zuordnen. können Grundlagen der atmosphärische Zirkulation beschreiben. Zum Abspielen der kurzen Filmsequenz zur atmosphärischen Zirkulation benötigen Sie entweder den Adobe Flash Player oder den Apple Quicktime Player (beide kostenlos erhältlich). 1. Stunde: Wettergeschehen im Satellitenbild Zu Beginn kann den Schülerinnen und Schülern der Satellitenfilm über einen Beamer gezeigt werden. Der Film besteht aus einer Abfolge von Bildern, die während eines Tages vom Meteosat-Satelliten aufgenommen wurden. Anhand des Meteosat-Filmes sollen die Schülerinnen und Schüler die wesentliche Gliederung der planetarischen Zirkulation erkennen können. Die Wolkenverteilung und -bewegungen sind anschaulich zu erkennen. Folie 1 (folie_1_wolkenarten.pdf) zeigt anschaulich typische Wolkenformen aus verschiedenen Regionen der Erde. Anschließend regt das Arbeitsblatt 1 (ab_1_wolkenarten.pdf) zur Auseinandersetzung mit den verschiedenen Wolkentypen an. Die Folien 2 (folie_2_nordhalbkugel.pdf) und 3 (folie_3_tropen.pdf) zeigen noch einmal im Ausschnitt die Wolkenverteilung der Außertropen und der Tropen. Ziel ist es, den grundlegenden Aufbau von Hoch- und Tiefdruckgebieten erklären zu können. Damit sollen die Lernenden in die Lage versetzt werden, Wolkenbilder gleichsam "lesen" zu können. Optional können mithilfe der Folien 2a und 2b die von den Lernenden gemachten Aussagen zur Außertropischen Zirkulation überprüft werden. Die beiden Abbildungen zeigen die Druckverteilung, Temperatur- und Bewölkungssituation am Tag der Satellitenbildaufnahme. Im letzten Teil dieser Unterrichtseinheit bringen die Schülerinnen und Schüler die Erkenntnisse der vergangenen Stunden in einen globalen Zusammenhang. Als wichtige Elemente sollen die Lernenden hierbei die Bedeutung der innertropischen Konvergrenzzone (ITC), der Hadley-Zelle sowie der Coriolis-Kraft kennen lernen. Im Arbeitsblatt 4 lokalisieren sie die relevanten Windsysteme und sollen den Wärme- und Energietransport in der Atmosphäre erklären können.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe II

Meeresströmungen und Klima

Unterrichtseinheit

Meeresströmungen haben einen entscheidenden Einfluss auf das Klima. Mithilfe einer Software, die eine Datenbank von Klimastationen enthält, sowie einer Animation, die die Oberflächenwassertemperaturen der Meere im Jahresverlauf darstellt, erarbeiten Schülerinnen und Schüler die Zusammenhänge.Warme und kalte Meeresströmungen sorgen dafür, dass Klimastationen in Meeresnähe trotz gleicher Breitenlage völlig unterschiedliche Temperaturverläufe aufzeichnen. Die Software Klimagramm der Westermann Verlags GmbH bietet eine Datenbank von 2.000 Klimastationen aus 171 Ländern. Einzelne Stationen können nach Ländern, Kontinenten (oder selbst gewählten Ausschnitten aus diesen) sowie über Klima- oder Landschaftszonen selektiert werden. Mithilfe der Klimagramm-Software oder vergleichbarer Produkte, zum Beispiel Klimaglobal (Klett-Perthes), suchen Schülerinnen und Schüler - je nach Schwierigkeitsgrad der Aufgabenstellung - selbstständig nach Klimastationen, die den Einfluss bestimmter Meeresströmungen dokumentieren, oder führen die Klimagramme von Stationen, die durch die Lehrkraft vorgegeben werden, auf den Einfluss bestimmter Meeresströmungen zurück. Neben einer Animation der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), die weltweit den jahreszeitlichen Verlauf der Oberflächenwassertemperaturen der Meere darstellt, kommt als weitere Informationsquelle der Atlas zum Einsatz.Für die Arbeit am Computer sollten die Schülerinnen und Schüler im Umgang mit der eingesetzten Klimasoftware geübt sein. Die Nutzung des Media Players stellt keine große Herausforderung dar. Inhaltlich werden Kenntnisse zu den physikalischen Eigenschaften von Meeresströmungen benötigt. Auf dieser Grundlage geht es in der hier vorgestellten Unterrichtseinheit um die Veranschaulichung einzelner Strömungen sowie deren Auswirkungen auf das Klima. Die NOAA-Animation ermöglicht dabei eine sehr anschauliche Darstellung der Oberflächentemperaturen der Meere im Jahresverlauf. Die Animation kann jederzeit angehalten werden, um für einzelne Jahreszeiten die Situation global oder regional genau zu betrachten und zu beschreiben. Mit der Unterstützung durch die Klimasoftware lernen die Schülerinnen und Schüler das Meer als einen entscheidenden Klimafaktor kennen. Erweiterungen der Fragestellung zu klimatischen Konsequenzen des Golfstroms sind durchaus denkbar und - je nach Zielgruppe und Unterrichtssituation - angebracht. Unterrichtsverlauf und Arbeitsmaterialien Die Behandlung des Themas gliedert sich in zwei Abschnitte: Das Erkennen und Beschreiben des Verlaufes von kalten und warmen Meeresströmungen und die Untersuchung des Einflusses von Meeresströmungen auf das Klima. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen den Verlauf von Meeresströmungen in einer Animation erkennen und benennen. Klimastationen auf gleicher Breitenlage an unterschiedlichen Küsten identifizieren. den Einfluss der Wassertemperaturen auf den Temperaturverlauf an den verschiedenen Stationen nachweisen und begründen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen die Arbeit am Computer als kommunikative und interaktive Gruppenarbeit verstehen und erleben. den MediaPlayer nutzen. dynamische Karten lesen und auswerten können. mit einer Klimasoftware umgehen und die Funktionalitäten zielgerichtet einsetzen. das Internet als Informationsquelle nutzen. Im ersten Abschnitt der Unterrichtseinheit erkennen die Schülerinnen und Schüler anhand der NOAA-Animation die Meeresströmungen und ordnen diesen mithilfe der Legende Temperaturwerte zu. Hier kann bereits auf jahreszeitliche Varianzen am Beispiel des Golfstromes im Bereich der Nord- und Ostsee eingegangen werden. Während im Sommer die Temperaturen annähernd gleich sind, ändert sich das Bild im Winter dramatisch. Die Ostsee weist bei gleicher Breitenlage deutlich niedrigere Temperaturen auf, als die vom Golfstrom beeinflusste Nordsee. Verfolgt man diesen Effekt noch weiter in den Norden, wird der Unterschied noch deutlicher. Unter Verwendung des Atlas werden vorgegebene Meeresströmungen in ein Arbeitsblatt eingezeichnet und benannt. Durchaus denkbar, aber wesentlich schwieriger, wäre die Aufgabe, ohne Atlas und nur mithilfe der Animation warme und kalte Strömungen in die Karte einzutragen, diese dann nachträglich mit den Angaben im Atlas zu vergleichen und zu benennen. Im zweiten Abschnitt der Unterrichtseinheit werden die Erkenntnisse zum Verlauf warmer und kalter Meeresströmungen auf das Klima übertragen. Dazu wird die Möglichkeit der Klimasoftware, gleichzeitig die Klimagramme zweier Stationen darzustellen, genutzt. Mit den so recherchierten Informationen (Lage im Gradnetz, wärmster und kältester Monat, Jahrestemperatur, Klimazone, Meeresströmung) werden die Tabellen weiterer Arbeitsblätter vervollständigt und anschließend ausgewertet. Die für die Arbeitsblätter gewählten Beispiele (Rio de Janeiro/Swakopmund, Jakobshaven/Tromsö) lassen sich natürlich ergänzen. Mithilfe einer PowerPoint-Präsentation, in die die Animation der Meeresströmungen eingebettet ist, werden die gewonnenen Erkenntnisse zusammengefasst. Die Präsentation kann alternativ auch am Anfang der Behandlung des Klimaeinflusses gezeigt werden (Beamer), um den Schülerinnen und Schülern Aufgaben und Zielsetzung zu illustrieren. In diesem Fall sollten die Lernenden in ihrer Gruppenarbeit aber die Daten anderer Klimastationen auswerten.

  • Geographie / Jahreszeiten
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
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