Astronomie am Chemnitzer Schulmodell

Astronomie am Chemnitzer Schulmodell

Vorbemerkung:

In Sachsen ist das Fach Astronomie nicht mehr eigenständig, sondern Bestandteil des Faches Physik in der Jahrgangsstufe 9. Durch die epochale Vermittlung der Physik bleibt ein großer Teil des untenstehenden Textes aktuell am CSM, z.B die Aufgaben für das Protokoll.

Inhalt:

1. Grundlagen

2. Vermittlungsform

3. Ablauf in Klasse 10

4. Projekte

5. Epilog

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1. Grundlagen:

Der Astronomieunterricht wird gemäß des Lehrplanes Astronomie für die Mittelschule erteilt.

1. Vermittlungsform:

Der Astronomieunterricht am Chemnitzer Schulmodell ist in die Epochenstruktur des Unterrichts eingebunden. Zur Erklärung, der naturwissenschaftliche Unterricht so wie das Fach Geschichte werden ab Klasse 8 in der Form von jeweils 8 Wochenstunden vermittelt. In diesen Stunden - Epoche - haben die Schüler nur eines der Fächer. Im Regelfall beginnt eine Epoche dienstags mit 90 Minuten - ein Block. Donnerstags stehen 180 Minuten - zwei Blöcke - zur Verfügung. Den Abschluss bilden wiederum 90 Minuten - ein Block - , die montags liegen.

Eine Epoche kann auch 2 Wochen umfassen.

Der Astronomieunterricht wird in 3 Epochen angeboten. Durch die kompakte Form von 8 Stunden, entfällt die wöchentlich anfallende Zeit für Wiederholung zu Beginn jeder Stunde. Des weiteren werden dadurch die Themen des Unterrichts in für die Schüler überschaubarerer Form nahe gebracht und es bleibt mehr Zeit für Vorträge und Diskussionen.

Die Beobachtungen werden als langfristige Hausarbeit durchgeführt.

Obligatorisch sind ein Besuch des Planetariums und der Sternwarte des Agricola - Gymnasiums.

1. Ablauf in Klasse 10

Die erste Epoche beginnt mit einem Gegenüberstellung von Astronomie und Astrologie. Ansatz ist die gemeinsame Wurzel beider "Systeme". Der Wert von Tageshoroskopen wird durch einen Vergleich mehrerer Tageszeitungen ermittelt. ...

Mittels Folien werden die einzelnen Objekte des Sternenhimmels vermittelt. - Besonders empfehlenswert sind als Quellen für solche Bilder die verschiedensten Internetseiten, z.B.: http://www.seds.org http://www.astronomie.org und natürlich http://nasa.jpl.gov .

Ausgehend von historischen Darstellungen von Sternbildern wird die Orientierung am Sternenhimmel besprochen und im Anschluss das Horizontsystem eingeführt. Mit den Gesetzen der Planetenbewegung ( Lernbereich 2.1 ) und einer ersten Klassenarbeit schließt die erste Epoche ab. Es erfolgt noch die Erteilung der langfristigen Aufgaben.

Themenauswahl für Kurzvorträge:

1. Erläutere die Begriffe : Stern, Sternsystem, Planet , Mond und Kleinkörper

2. Erläutere alle drei Keplerschen Gesetze anhand konkreter Beispiele

3. Beschreibe die Ermittlung der Himmelsrichtungen mittels der Sternbilder. Beschreibe wie man 10 bekannte Sternbilder finden kann, gehe dabei auf die jahreszeitliche Sichtbarkeit ein.

4.Vergleiche das geozentrische mit dem heliozentrischem Weltbild (inklusive historischer Bezüge)

5. Schildere umfassend die Entstehung der Finsternisse. Gehe dabei ausführlich auf die Sonnenfinsternis 1999 in Dt. ein.

6. Beschreibe das Horizontsystem (inklusive Vorteile und Nachteile), Umgang mit der Sternkarte

7. Erläutere die Entstehung der wahren und scheinbaren Planetenbahnen (Planetenschleifen)

8. Führe Berechnungen zum Gravitationsgesetz aus: Masse der Erde, Anziehungskraft Mond - Erde, Sonne - Erde, erste kosmische Geschwindigkeit

9. Sprich über die Einteilungsmöglichkeiten der Planeten. In welchem Teil des Sternhimmels sind die Planeten zu finden (Begründung)

10+11. Fertigt ein "Gemälde" zu den Größenverhältnissen in unserem Sonnensystem an. (Rückwand Computerzimmer) . Erläutert die Darstellungen.

12. Beschreibe die Oberfläche des Erdmondes. Warum sieht man immer nur die Vorderseite?

13.Entwickle eine Übersicht über die Monde unseres Sonnensystems.

14. Beschreibe den Aufbau und die Vorgänge auf der Sonne.

15. Schildere die Beziehungen von Sonne und Erde.

16. Berichte über Sternentstehung und Sternentwicklung .

17. Erläutere das HRD. Welche direkten und indirekten Aussagen kann ihm entnehmen?

18. Beschreibe den Aufbau von Galaxis, Sternsysteme, Sonnensystem.

19.Erläutere zwei Möglichkeiten der Entfernungsbestimmung von Sternen.

20. Fertige ein Spiel an, bei dem astronomisches Wissen vermittelt wird.

21. "Signale ins All" - Welche Vorhaben hat es diesbezüglich bereits gegeben ? (Lit.: Carl Sagan : "Signale der Erde")

22. Astronomie und Raumfahrt im Spiegel der Briefmarken

...

Protokoll Astronomie

1. Beobachte den Mond an einem Tag zu verschiedenen Zeiten.

2. Beobachte den Mond an verschiedenen Tagen zur gleichen Zeit.

3. Beobachte ein Sternbild an einem Tag zu verschiedenen Zeiten.

4. Beobachte ein Sternbild an verschiedenen Tagen zur gleichen Zeit.

Fertige Skizzen Deines Beobachtungsortes an und trage die Richtung der Bewegungen ein. Finde heraus, woran man die wahre und die scheinbare Bewegung unterscheiden kann.

Gib eine Schätzung von Azimut und Höhe an, erfasse Uhrzeit und Datum der einzelnen Beobachtungen. Finde heraus, welche Planeten in Deinen Beobachtungsnächten zu sehen waren. Wieso findet man die Planeten immer nur in den Sternbildern der Tierkreiszone? Worin besteht der Unterschied zwischen Sternbild und Sternzeichen?

Abgabe des Protokolls ist der erste Schultag im neuen Jahr.

Die zweite Epoche umfasst die Lernbereiche 2.2 bis 2.4., dazu kommt ein erster Teil des Abschnittes "Die Sonne". Ein wesentlicher Teil des Unterrichts wird durch die Schülervorträge getragen. Diese haben dabei zum großen Teil die Aufgabe in diesen Stoffabschnitt als Erstvermittlung zu dienen. Die Erfahrungen der letzten Jahre besagen, dass die Schülern, dieser hohen Verantwortung in den meisten Fällen auch gerecht werden können. Dadurch ist nur selten eine Korrektur oder eine Neuwichtung des Dargebotenen notwendig. Am Ende der Epoche erfolgt ebenfalls wieder eine Abschlussarbeit.

Bei recht „kurzen“ Schuljahren kommen nicht alle Schüler mit einem Vortrag dran.

Allerdings ist jeder Schüler in die Erweiterung der Astronomieschulseiten einbezogen. So wird in jedem Jahr der Astronomiebereich erweitert.

Eine für alle Arbeiten typische Aufgabenstellung:

1. Sternkarte

1.1. Ermittle Azimut und Höhe für Arktur (Bootes) am 10. Februar

Wann steht dieser Stern an diesem Tag am höchsten?

1.2. Welches Sternbild geht am 20. Juni 19.30 Uhr auf und welches geht unter?

1.3. Schreibe die sechs Sterne des Wintersechsecks auf (Himmelsjäger ist beteiligt)

Die verbleibenden Lernbereiche sind Gegenstand der dritten Epoche. Auch hier sind die Schülervorträge der zentrale Teil des Unterrichts.

Einbezogen in die selbständige Arbeit der Schüler wird in den Epochen die Nutzung des Computerkabinetts.

Am Ende der Klasse 10 hat jeder Schüler fünf bis sechs Zensuren. Viele Schüler nutzen die Möglichkeit der mündlichen Prüfung. Darauf bereiten sie sich an Hand der Prüfungskomplexe vor:

1. Objekte des Sternenhimmels

Sternsysteme, Sterne, Planeten, Monde, ...

2. Orientierung am Sternhimmel

Sternbilder, Horizont, Zenit, Himmelsnordpol, der Sternhimmel in den Jahreszeiten

3. Umgang mit der Sternkarte

Sichtbarkeit, Aufgang und Untergang, Azimut und Höhe

4. Gesetze der Planetenbewegung

Weltbilder , Keplersche Gesetze , scheinbare und wahre Bewegung der Planeten

Gravitation, - sgesetz, Planetenbahnen

5. Die Planeten und ihre Monde

Übersicht, Einteilung, Monde und Ringe

6. Der Erdmond

Bewegungen, Mondphasen und Finsternisse, Oberfläche, physikalische Eigenschaften, Wirkung auf die Erde

7. Die Sonne

Aufbau, physikalische Eigenschaften, Aktivitäten, Erdeinflüsse

8. Physik der Sterne

Sternsysteme, Entfernungsbestimmung, Helligkeiten, HRD, Sternentstehung und Sternentwicklung

9. Unser Sternsystem

Aufbau, Ort der Sonne, andere Sternsysteme

10. Vom Sinn astronomischer Forschung

Leben im All, Aufgaben der Raumfahrt

4. Projekte

In mindestens einer der zwei jährlichen Projektwochen des Chemnitzer Schulmodells ist ein Angebot zu astronomischen Themenstellungen dabei. Dieses ist in der Regel für Schüler aller Altersstufen konzipiert. Dadurch entsteht schon rechtzeitig ein starkes Interesse für die Astronomie. Zwei Beispiele für solche Angebote :

"Sterne zum Anfassen"

In dieser Woche standen das Basteln von Modellen aus dem Astromedia Verlag im Mittelpunkt. Dazu kam ein Besuch des Planetariums und die Möglichkeit des Internetzugangs dank der TU Chemnitz. Schüler der Klasse 10 entwickelten auf der Basis von Visual Basic 5 ein Astroquiz mit dessen Hilfe, die jüngeren Schulkinder ihr erworbenes Wissen selbständig testen konnten. Alle Schüler nutzten die Möglichkeit der Schulcomputer, um mit entsprechenden Freeware-Programmen Bewegungsabläufe am Sternenhimmel zu simulieren. Es entstanden zur Dokumentation der Projektwoche Plakate und Großmodelle.

"Mit dem Fahrrad zu Sternen"

Für Schüler der neunten und zehnten Klasse wurde eine Projektwoche der besonderen Form geplant. Am Montag fuhr die Gruppe mit dem Rad von Chemnitz ins Mühltal bei Bad Klosterlausnitz. (ca. 100 km). Von dort aus ging es am Dienstag zur Sternwarte nach Tautenburg, wo eine interessante Führung organisiert war. Am Nachmittag wurden in unmittelbarer Nähe von Jena die Zelte aufgeschlagen. Der Mittwoch war dem Besuch des Großplanetariums vorbehalten. Am Donnerstag erfolgte die Rückfahrt per Zug von Jena aus. Mit den Anfertigungen von Ausstellungsmaterialien für den Tag der offenen Tür am Samstag, ging der Freitag schnell zu Ende. Bei einer nochmaligen Durchführung dieses Projekts, wäre noch die Einbeziehung der Volkssternwarte Jena möglich.

3. Bei Klassenfahrten nehmen die viele Klassenlehrer seit einiger Zeit eine drehbare Sternkarte mit und lassen sich eine Übersicht über die aktuellen Planetenkonstellationen geben.

5. Epilog

Die kompakte Form der Wissensvermittlung im Fach Astronomie ist eine günstige Variante der Unterrichtsgestaltung. Als Übergangslösung bzw. Kompromiss ist eine Blockung der Stunden im 14 - tägigen Wechsel mit Physik möglich. Für beide Fächer ergeben sich damit sich entsprechende Konzentrationpotentiale. Die damit verbundene Stundenplangestaltung ist sicherlich realisierbar.