Astro-Einführung für die Grundschule Wie entstehen Tag und Nacht? Wie entstehen die Jahreszeiten? Hinweise Ablauf Vorstellung

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1 Astro-Einführung für die Grundschule Wie entstehen Tag und Nacht? Wie entstehen die Jahreszeiten? Copyright 2006 Rainer Gerhards Hinweise Ex: bedeutet Experiment oder Demonstration, in rot gehalten Die Fragen sind im Regelfall an die Schüler zu richten. Das ist wichtig, die Schüler sollen mitdenken (und außerdem muss Langeweile vermieden werden). Nach den Fragen sind z. T. Antworten in Klammern angegeben. Dies dient der Orientierung des Vortragenden, natürlich können auch ganz andere Antworten kommen (man sei gut gewappnet ;)). Ablauf Vorstellung o Was macht Euch Spass? o Mir: Himmelsbeobachtung / Neugier o Gerätschaften mitgebracht, Erklärung folgt o Auch eine Zeitmaschine, ein Fenster zum Sternenhimmel (Analogie Fenster, da nur ein kleiner Ausschnitt des Himmels projeziert werden kann, und der auch flach, also nicht gewölbt. Ex: Planeteriumsprogramm kurz zeigen Was kann man beobachten (und wie) o Brauchen wir Geräte? [Wie haben es die Menschen früher gemacht?] Nein! Augen reichen (aber klarer Himmel) o Was sehen wir am Himmel? (Sonne, Mond, Sterne, Wolken, ) Es ist Tag, betrachten wir einmal die Sonne o Frage zum Sonnenbild (Präsentation): Was ist das? o Weshalb ist sie für uns wichtig? (Licht, Wärme evtl. erwähnen Quell des Lebens ) o Steht die Sonne immer am gleichen Ort? nein, sie wandert über den Himmel o Ex: Film Sonnentag im Herbst (auf Schatten hinweisen!) Ex: Sonnenlauf im Planetariumsprogramm (am Winteranfang, weil dann Aufund Untergang fast vollständig in den 100 Grad Ausschnitt des Himmels passen) o Wodurch kommt diese Bewegung zustande? (Sonne dreht sich um die Erde, Erde dreht sich um sich selbst, hier erst einmal auf geozentrisches Weltbild eingehen, der Rest wird später entwickelt. Geozentrisch erscheint zunächst einleuchtend. Im Zweifel Kindern erklären, dass die Menschen sich das früher so gedacht hatten). o Vorstellung mittelalterliches Weltbild (Gemälde mit Mensch, der durch den Himmel schaut) - Ex: Lampe (Sonne) wird um eine Kugel (Erde) herumgeführt o Frage: stimmt das so? (wieder verschiedene Antwortmöglichkeiten, Reaktion je nachdem:) Hier sagen: nein, es stimmt nicht, das wissen wir heute. Oder, je nach Reaktion: diese Frage haben sich die Menschen früher auch gestellt, lassen wir es herausfinden) Aber wie hat man es herausgefunden? Durch Sternbeobachtung! Betrachten wir die Sterne

2 o Was sind Sterne? (Götter, Sonnen, Lichtflecken, ) o Wurden in alten Zeiten für Götter gehalten, heute wissen wir, dass es ganz, ganz weit entfernte Sonnen sind (aber nur kurz ansprechen). o Sind die Sterne nur Nachts da? Ex. Sonne ausschalten mit Planetariumsprogramm o Sterne gehen auch auf und unter wie die Sonne (evtl. in Planetariumsprogramm zeigen) o Wie kann man das erklären? (Denkansatz: die sind zusammen mit der Sonne festgemacht ) o Es gibt Sterne, die stehen immer an der gleichen Position und andere, die wandern (Planeten Wandelstern ) Ex: Darstellung Saturnbewegung mit Planetariumsprogramm o Wie passt das zum Denkansatz zusammen mit der Sonne festgemacht? o Lösung: die Planeten sind an anderen Stellen fest gemacht als die Sonne und die restlichen Sterne (Wissenschaftshistorisch: Sphären) Gibt es sonst noch etwas am Himmel? o Haben wir jetzt alles besprochen? o Nein Mond o Was ist am Mond besonders? (groß, hell, unterschiedliche Formen, gelegentlich nicht da) o Ex: Hier Bild mit Mondphasen zeigen! o Wie geht das? o Auch die Phasengestalt des Mondes lässt sich noch in ein Weltbild mit Sphären einfügen. Die Himmelskörper müssen nur auf verschiedenen Ebenen liegen, d.h. der Mond zwischen Erde und Sonne (dieses Thema ist evtl. für die niedrigen Klassen zu abstrakt und kann, wenn keine Rückfragen kommen, ausgelassen werden) o Die Erklärung wird immer komplizierter Einige Menschen bekommen Zweifel (z.b. Copernicus) hierzu evtl. ein Bild mir einer Armillarsphäre Dann passierte es die Erfindung des Fernrohrs o Gallileo Gallilei richtet 1609 erstmals ein Fernrohr auf den Himmel o Was war daran so besonders? o Zum ersten Male ein Hilfsmittel zur Himmelsbeobachtung (Technikeinsatz) o hat Planeten betrachtet Ex: Simulation Jupitermonde im Planetariumsprogramm o Was sieht man da? (hüpfen hin und her, Kreisen, wandern) Monde, die den Jupiter umkreisen o Warum ist das wichtig? (Hinweis: passt das noch in unsere Vorstellung?) o Jetzt wird es zu kompliziert, ein anderer Ansatz muss ran o Die Menschen erkennen, dass sich die Erde um die Sonne dreht, die anderen Planeten das auch machen und die anderen Planeten ebenfalls Monde besitzen, die sich um sie drehen. Ex: Homeplanet? Gravitationstrichter? noch auszuwählen (Zu Homeplanet:Tag/Nachtsimlation kleinziehen, Orrey-Display wählen, Timestep 1 week, Fast- Modus) Erklärt Bewegungen der Planeten Erklärt Mondphasen Erklärt Jupitermonde o ABER: warum geht die Sonne auf und unter?

3 o Lösung: die Erde dreht sich auch um sich selbst! [Evtl werden Fragen gestellt: - Warum wird und nicht schwindelig? Warum fallen wir nicht runter?] Ex: Lampe (Sonne) steht fest, Kugel (Erde) dreht sich (mit Schattenwurffigur ) Stimmt das denn wirklich alles? o Diese Frage stellen o In diesem Abschnitt übernimmt primär die PPT-Präsentation den Ablauf o Heute kann man es einfach beweisen (dank des technischen Fortschritt) Raumfahrt Satelliten Raumsonden Menschen schauen nach (z. B. vom Mond aus) Bildmaterial: Raketenstart, Satelliten, Flugzeug, Astronaut auf Mond evtl. Anschauungsmaterial wie Raketenmodell o Wie es ausschaut Bilderserie vom Ort bis zum Mond je höher man ist, desto klarer erkennt man es o Film Rotating Earth? o Bilder aller Planeten inkl. der Aussage, dass wir es heute berechnen können Merksatz Planeten (wir müssen unsere Umgebung kennen) o Wie weit ist das denn alles voneinander entfernt? Ex: Entfernungsvergleich Erde- Sonne o Wie groß ist die Sonne eigentlich wirklich? (Wenn sie uns Licht und Wärme aus so einer riesigen Entfernung spenden kann) Ex: Größenvergleich mit Kugeln Die Jahreszeiten o Sind damit alle Fragen geklärt? (auf Jahreszeiten lenken) o Warum ist es im Winter kalt und im Sommer warm? o Ist es im Winter genau so lange hell wie im Sommer? o Habt ihr schon beobachtet, wo die Sonne untergeht (oder aufgeht)? o Verdeutlichung: Fotos mit Sonnenuntergang o Steht die Sonne zur selben Zeit am selben Ort? (Zweck: Sonnenhöhe) o Ex: Fotos Sonnenstand GRF Sommer, Herbst, Winter (Schattenwurf) o Ex: Zeitreise Sonnenstand 12:00 Uhr Mittag am Sommeranfang, Herbstanfang, Winteranfang mit Planetariumsprogramm o Fällt Euch etwas auf? (Sonnenhöhe, als ob man schräg darauf schauen würde) o Ex: Wir spielen Astronaut Globus (mit Markierung am Schulort, wenn möglich) Fällt Euch etwas auf? (Erdachse steht schräg) o Aber wo kommt der Unterschied zwischen Sommer und Winter her? Ex: wir bewegen den Globus um die Lampe/Sonne (beides am besten auf Tisch stehend) Schattengrenze beachten Licht am Pol beachten (am besten zu erkennen) Frage: was passiert bei der Bewegung? (die Beleuchtung ist unterschiedlich stark) o Frage: warum ist es im Sommer wärmer als im Winter? weil die Sonne länger Wärme spendet o Frage: kann es hilfreich sein, wenn man weiß, wo die Sonne steht? (Ziel: Erkennung des Frühjahresanfang z. B. zur Aussaht. Bild: Stonehenge) o ==== EXKURS ====

4 o Frage: liegt das warme Sommerwetter nur an der Tagesdauer? o Nein, Licht ist auch intensiver, weil es direkter einstrahlt (mehr Licht auf gleicher Fläche) o Demo: Diagramm Sonneneinstrahlung im Jahresverlauf o Ex: Fischertechnik Solarpumpe o Für Hintergrundinfo siehe auch - Tatsächlich ist der Einstrahlwinkel das Entscheidendere (5fach größere Energiemenge gegenüber nur doppelter Tageslänge Mitteleuropa), aber halt auch wesentlich schwieriger zu vermitteln. o ==== ENDE EXKURS ==== Zusammenfassung o Tag und Nacht entstehen, weil die Erde sich um sich selbst dreht o Die Jahreszeiten entstehen, weil die Erde sich um die Sonne dreht o Mit der Erde drehen sich auch die anderen Planeten um die Sonne o Das alles hat man nur durch Beobachtung und Nachdenken heraus gefunden o Immer bessere Technik ermöglicht immer bessere Beobachtung (daher werden wir auch künftig noch weitere Fragen klären können Kinder können später selbst forschen ) Beobachtungsmöglichkeit anbieten o Nach Ende der Schulstunde Sonnenbeobachtung (Achtung: Warnhinweis unbedingt jeweils einzeln aussprechen auf keinen Fall zuhause mit Fernglas versuchen!!!!) o Am Abend auf Zuruf bei geeignetem Wetter (Mond und/oder Planeten, optimal Saturn und/oder Jupiter Verbindung zu Gallileos Entdeckung möglich)

5 Warum gibt es Tag und Nacht? Wie entstehen die Jahreszeiten? Astro-Schnuppern...für die Grundschule Rainer Gerhards Eine wundersamme (Zeit)Reise durch unsere Welt... Was man früher dachte... Der Mond...

6 Der war s schuld! Fernrohre damals... Gallileo Galilei Stimmt das denn wirklich alles? 2

7 Lasst uns nachsehen! Unsere Grundschule Großrinderfeld Main-Tauber-Kreis Noch weiter hoch? Wie werden da Bilder gemacht?

8 Baden-Württemberg Deutschland Europa Die Welt (Erde) Wir schauen selbst nach... Auf dem Mond...

9 ... schauen wir zur Erde Sie dreht sich! Teleskope im Weltraum... Planeten Wie weit sind die weg? Nehmen wir an, man könnte eine Straße zum Mond bauen. Wir würden heute los fahren. Dann würde es 1 Jahr dauern, bis wir dort ankommen! Wie weit sind die weg? Aber wie weit ist zum Beispiel die Sonne weg? Wir experimentieren!

10 Merksatz Planeten Wie groß ist die Sonne? Mein Vater erklärt mir Merkur Venus Erde Mars jeden Sonntag unsere neun Planeten. Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto Wir experimentieren! Das Sonnensytem 21. Dezember 15. Januar 15. Januar

11 Sonne im Jahr... Stonehenge - Steinzeit Beachtet die Schatten! Sonneneinstrahlung im Jahresverlauf Selbst beobachten... Was wir uns merken... Tag und Nacht entstehen, weil die Erde sich um sich selbst dreht Die Jahreszeiten entstehen, weil die Erde sich um die Sonne dreht Mit der Erde drehen sich auch die anderen Planeten um die Sonne Das alles hat man nur durch Beobachtung und Nachdenken heraus gefunden Immer bessere Technik ermöglicht immer bessere Beobachtung Beobachtet auch selbst!

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