Fächer: Astronomie, Physik
Stufe: Sekundarstufe I/Sekundarstufe II
Umfang: 2 Unterrichtsstunden
Medien: Video, Arbeitsblatt, Didaktik/Methodik, Ablaufplan
7 Arbeitsmaterialien
Die Schülerinnen und Schüler werden in mehreren Lernrunden mit dem elektromagnetischen Wellenspektrum und dessen Nutzen für die Weltraum-Teleskopie vertraut gemacht. Speziell erarbeiten sie dazu den Unterschied zwischen sichtbarem und infrarotem Licht. Darüber hinaus werden die historischen Erkenntnisse mit aktuellen Forschungsaktivitäten in Verbindung gesetzt.
Einstieg
Die Lernenden aktivieren ihr Vorwissen zu den abgebildeten Wellenlängen. (Arbeitsblatt 1)
– 10 Minuten –
Einzelarbeit, Gruppenarbeit
Erarbeitungsphase I
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten anhand eines Erklärvideos und einer Internetrecherche zu verschiedenen Bildaufnahmen von Weltraumteleskopen die Unterschiede zwischen sichtbarem und infrarotem Licht. (Arbeitsblatt 2)
– 25 Minuten –
Einzelarbeit, Partnerarbeit, Internetrecherche
Sicherungsphase I
Die Arbeitsergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.
– 10 Minuten –
Plenum
Erarbeitungsphase II
Die Lernenden erarbeiten den aktuellen wissenschaftlichen Bezug der Infrarotmessung für das Verständnis des Urknalls anhand eines Interviews mit dem Astrophysiker und Nobelpreisträger John Cromwell Mather und dessen 360° Nobel Lab (Arbeitsblatt 3)
– 20 Minuten –
Einzelarbeit, Partnerarbeit
Sicherungsphase II
Die Arbeitsergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.
– 15 Minuten –
Gruppenarbeit, Diskussion
Vertiefung
Zur Vertiefung können Aufnahmen von Penzias und Wilson, Cobe und WMAP im Vergleich gezeigt werden, um die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung im Weltall zu verdeutlichen.
– 10 Minuten –
Plenum, Diskussion
Ausblick
In den Folgestunden kann anhand des Erklärvideos ab Minute 3:30 zu bildgebenden Verfahren in der Mikroskopie, beim Röntgen und für die Tomographie übergeleitet werden.
Das Thema „bildgebende Verfahren“ im Unterricht
Das Thema bildgebende Verfahren auf der Basis des Wellenspektrums ist nicht leicht zu fassen und lässt sich daher durch das Beispiel der Weltraum-Teleskopie besser erläutern. Vor allem die Unterschiede zwischen dem sichtbaren und infraroten Wellenspektrum können somit verdeutlicht und deren Nutzen für die aktuelle Wissenschaft aufgezeigt werden, um zum Beispiel den Urknall besser zu verstehen.
Vorkenntnisse
Die Unterrichtseinheit setzt keine speziellen Kenntnisse der Lernenden voraus. Hilfreich können jedoch Grundkenntnisse zu Wellen sein.
Didaktische Analyse
Das Arbeitsmaterial zu bildgebenden Verfahren in der Weltraum-Teleskopie ist als erste fachliche Konfrontation der Schülerinnen und Schüler mit dem Thema konzipiert. Die Lernenden erhalten einen Überblick über den Nutzen bildgebender Verfahren in der Teleskopie sowie Grundkenntnisse in den physikalischen Grundlagen zu elektromagnetischen Wellen im sichtbaren und infraroten Bereich.
Methodische Analyse
Durch die methodische Aufbereitung der Unterrichtssequenz wird eine hohe Schüleraktivität erreicht. Der Einstieg wie auch das Erklärvideo als Medium sollen das Interesse und die Diskussionsbereitschaft der Lernenden schon zu Beginn der Sequenz wecken. Schwierige Arbeitsaufträge werden durch Partner- und Gruppenarbeiten methodisch aufgefangen. Eine Internetrecherche hat die Doppelfunktion, dass historische und aktuelle Bezüge verknüpft und ein hoher Grad an Schülerselbsttätigkeit erreicht werden kann.
Unterrichtsmaterial zum Download / Teaching Guides for Download
Externe Links
Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
Sozialkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
