Die Planeten-Werkstatt - Planetarium Stuttgart
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Die Planeten-Werkstatt Die Planetenwerkstatt ist ein Unterrichtsangebot des Stuttgarter Planetariums für die Klassenstufen 4 bis 6. Die Durchführung ist für Stuttgarter Schulen kostenlos. Für Schulen außerhalb von Stuttgart wird eine Gebühr von 4,- Euro pro Schüler erhoben. Dauer: Nach Abstimmung mit der Lehrkraft mindestens 2 Schulstunden, besser wären jedoch 4. Mitarbeiter des Planetariums kommen in die Schule und basteln mit den Schülern maßstäbliche Modelle der Planeten. Die Auseinandersetzung mit dem Aussehen der Planeten anhand von mitgebrachten Fotos und Modellen führt zu zahlreichen neuen Erkenntnissen über das Sonnensystem, die Eigenschaften der Planeten und die Position der Erde im Kosmos. Mit den Modellen und weiteren leicht handhabbaren Methoden werden die Größenverhältnisse und Entfernungen im Sonnensystem veranschaulicht. Natürlich können die Schüler die Experten vom Planetarium zu allen Themen der Weltraumforschung befragen. Voraussetzungen und Ziele Räumlichkeiten: Es wird gemalt und gebastelt. Außerdem wird freie Fläche benötigt, um die gebastelten Planetenmodelle an einer Schnur aufzuhängen. Dies kann im Klassenzimmer erfolgen oder auch in einem größeren Raum oder Gang. (Hinweis: Die Planetenmodelle sind aus bemalten Styropor und somit eine Brandlast, deren Aufhängung mit dem Hausmeister oder Brandschutzbeauftragten der Einrichtung abzuklären ist.) Vorkenntnisse: Folgende Themen sollten bereits vor dem Aktionstag behandelt worden sein: - Namen der Planeten und Reihenfolge von der Sonne (Merkspruch „Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel“) - grundlegender Aufbau des Sonnensystems (heliozentrisches Weltbild, Bahnen der Planeten) - Pluto: Früher ein vollwertiger Planet, heute ein „Zwergplanet“ wie auch Ceres zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter, wo noch viele Kleinplaneten (Asteroiden) um die Sonne laufen. Planeten-Werkstatt -2- _ Lernziele: Die Schülerinnen und Schüler sollen - die gegenseitigen Größen der Planeten und ihre Unterteilung in erdähnliche (Gesteinsplaneten) und jupiterähnliche („Gasriesen“) kennen, - die Gründe für die Definitionsänderung von Planeten in Bezug auf Pluto nennen können, - die Entfernungen der Planeten von der Sonne qualitativ kennen: wer ist nah, wer ist weit? - den grundsätzlichen Zusammenhang zwischen Sonnenentfernung und Umlaufzeit kennen: je näher der Sonne, desto kürzer die Umlaufzeit, - einige charakteristische Eigenschaften der Planeten nennen können („Steckbrief“). Überlegung zum Maßstab der Größen der Planeten Jupiter ist der größte Planet und wird durch eine Kugel von 30 cm Durchmesser dargestellt. Alle anderen Planeten werden entsprechend diesem Maßstab von ca. 1: 500 Mio. dargestellt. - Erde ca. 3 cm Ø - Mond ca. 0,7 cm Ø - Abstand Erde-Mond: 90 cm - Sonnendurchmesser: ca. 3 m - Entfernung zur Sonne (Astronomische Einheit): ca. 300 m - Entfernung zum fernsten Planeten Neptun: 9 km - Entfernung zum nächsten Stern (Alpha Centauri): ca. 90.000 km In diesem Maßstab wäre eine Darstellung der Entfernungen im Sonnensystem nicht machbar, deshalb wird für die Entfernungen der Planeten ein gesondertes Modell eingesetzt, in dem die Durchmesser der Planeten keine Rolle mehr spielen (siehe unten im zweiten Schritt). Vom Planetarium wird mitgebracht: Arbeitsmaterial: passende Kugeln aus Styropor für das komplette Sonnensystem kleine Holzkugeln und Draht für die Monde der Planeten Styroporkleber Schablone und Karton für Saturnring Farben zum Bemalen der Styroporkugeln (lösungsmittelfrei) Pappteller als Palette zum Mischen der Farben Aufsteller (Spieße), um die Planetenmodelle zu bemalen („Planetenparkplatz“) einfache Modelle von den Planeten (aufblasbar) Steckbriefe der Planeten (von den Schülern auszufüllen) Bildkarten von Raumsonden (Sonden-Zoo) kleine Bibliothek zum Stöbern und Recherchieren für die Steckbriefe Hilfsmittel zum Abhängen der Planetenmodelle lange Schnur für das Entfernungsmodell vom Sonnensystem ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015 Planeten-Werkstatt -3- _ Anschauungsmaterial*: 2D-Größenmodell der Sonne (3 m Ø) zum Aufhängen an einer Wand Poster und Karten von den Planeten und dem Aufbau des Sonnensystems *) Anm.: Diese Materialien werden wieder mitgenommen. Von der Schule ist bereitzustellen: Schreibutensilien (Papier, Kuli, Buntstifte, Lineal) Scheren Mal-Utensilien (Pinsel, Wasserbecher, Zeitungspapier oder Ähnliches als Mal-Unterlage) Arbeitsschritte - Einstimmung in das Thema: Kenntnisstand der Schüler im Gespräch sondieren. Ablauf des Projektes erklären. Die aufblasbaren Planetenmodelle werden vorgestellt. Eine lange Schnur quer durch das Klassenzimmer wird zum Maßstab für die Entfernungen der Planeten (siehe unten). Die Positionen der Planeten werden mit Zetteln an Sicherheitsnadeln markiert. Arbeitsaufträge an die Schüler verteilen. - Kugeln werden sortiert und zugeordnet: Jupiter 30 cm Ø Saturn 25 cm Ø Uranus und Neptun je 10 cm Ø Erde und Venus je 3 cm Ø Mars 1,5 cm Ø Merkur 1,0 cm Ø Pluto & Zwergplaneten <1 cm Ø - Planeten werden auf Halterungen gestellt bzw. gespießt und nach Vorlage bemalt. Als Vorlagen dienen die vom Planetarium mitgebrachten Poster, Fotos von Raumsonden sowie die aufblasbaren Modelle. - Farben werden ausgeteilt und die Farbmischung erklärt (z.B.: gelb + blau = grün) - Nach dem Trocknen werden alle Planeten mit Abhängevorrichtungen versehen. Hilfsmittel sind Büroklammern, Draht, dünne Nylonschnur, etc.. - Schüler an kleinen Planeten wechseln nach Fertigstellung ihrer Modelle zu anderen Aufgaben, z.B. Saturnring anfertigen, Daten recherchieren und Planetensteckbriefe anfertigen, Monde auf Perlenschnur stecken und Sonden-Zoo den Planeten zuordnen. ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015 Planeten-Werkstatt -4- _ - Auf den Steckbriefen werden einige physikalische Daten notiert: Größe (Durchmesser), Masse (im Vergleich zur Erde), Zusammensetzung (felsig/gasförmig), Zahl der Monde etc. Die Schüler werden aufgefordert, selbst in der mitgebrachten Literatur und auf den Postern zu recherchieren. - Der Saturnring wird aus Karton ausgeschnitten, bemalt und an einer der bemalten Saturnhemisphären befestigt. Anschließend werden die beiden Halbkugeln des Saturnmodells zusammengeklebt. - Maßstäbliche Größe der Sonne wird durch eine Stoffscheibe mit 3 m Ø symbolisiert, die an einer Wand des Klassenzimmers aufgehängt werden kann. Dabei kommt auch der Größenvergleich der Erde mit Sonnenflecken zur Sprache. - Nach Fertigstellung ist sofort erkennbar: Die Planeten lassen sich in zwei Kategorien einteilen: kleine und große. Der Vergleich der Planeten zeigt wieder, dass die großen Planeten anders sind als die kleinen. Es gibt „Felszwerge“ und „Gasriesen“. - Felszwerge haben Umlaufbahnen nahe an der Sonne, Gasriesen sind weiter weg. Mit Pluto haben wir einen Vertreter der „Eiszwerge“ in den äußeren Bereichen des Sonnensystems. Ceres wird als Beispiel der vielen Kleinplaneten im Asterodengürtel zwischen Mars und Jupiter dargestellt. ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015 Planeten-Werkstatt -5- _ Abstände im Sonnensystem Überlegung zum Maßstab der Entfernungen im Sonnensystem Bei großzügiger Rundung zeigen die Bahnen der Planeten häufig Entfernungsverhältnisse von 1:2 oder 1:1½. Dadurch lassen sich die gegenseitigen Abstände durch geschickte Halbierung oder Verdoppelung in guter Näherung reproduzieren. Als praktischer Maßstab gilt die in der Astronomie des Sonnensystems übliche „Astronomische Einheit“ (AE) als Standardentfernung der Erde zur Sonne (150 Mio. km). Planet Merkur Venus Erde Mars Asteroiden (hier: Zwergplanet Ceres) Jupiter Saturn Uranus Neptun Pluto* Entfernung zur Sonne (AE) 0.4 0.7 1 1.5 2,8 5.2 9.5 19.2 30.0 39.4 Entfernung zur Sonne (Mio. km) 58 108 150 228 416 778 1427 2870 4497 5900 *) Gemäß einer Definitionsänderung im Jahre 2006 ist Pluto kein Planet mehr, sondern trägt die Bezeichnung „Zwergplanet“. Wie man sieht, kann er auch als „Zwerg“ noch sehr nützliche Dienste in der Astronomiedidaktik leisten. Weitere Zwergplaneten sind Ceres (2,8 AE) sowie Eris (z. Zt. 96 AE) und weitere „plutoide“ Objekte im äußeren Sonnensystem. Für die Darstellung der Planetenentfernungen verwenden wir ein einfaches Modell auf Grundlage einer langen Schnur, die mehrfach gefaltet wird, um die Distanzen der Planeten näherungsweise wiederzugeben. ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015 Planeten-Werkstatt -6- _ Und so geht es: Wir spannen eine Schnur von einem Ende des Raumes zum anderen. Unabhängig von der Länge ist stets dasselbe Verfahren anwendbar: 1) Die beiden Enden des Streifens oder des Seils mit “SONNE” und “PLUTO” bezeichnen 2) Streifen/Seil in der Mitte falten und die Faltstelle mit “URANUS” bezeichnen. 3) Die Strecke Uranus-Pluto mittig falten und die Faltstelle mit „NEPTUN“ bezeichnen 4) Die Strecke Sonne-Uranus mittig falten und die Faltstelle mit „SATURN“ bezeichnen. 5) Die Strecke Sonne-Saturn mittig falten und die Faltstelle mit „JUPITER“ bezeichnen. 6) Die Strecke Sonne-Jupiter mittig falten und die Faltstelle mit „Ceres“ bezeichnen. 7) Die Strecke Sonne-Ceres mittig falten und die Faltstelle mit „MARS“ bezeichnen. 8) Die Strecke Sonne-Mars mittig falten und die Faltstelle mit „VENUS“ bezeichnen. 9) Mitten zwischen Sonne und Venus den MERKUR markieren. 10) Welcher Planet fehlt noch zwischen Venus und Mars? ERDE An die jeweiligen Positionen auf der Schnur werden die gebastelten Planetenmodelle abgehangen. Sofort erkennt man, wie nahe die Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars an der Sonne sind und wie weit die fernsten Planeten und Pluto weg sind. Es bleibt nur noch zu erwähnen, dass die relativen Planetengrößen und die gegenseitigen Entfernungen nicht im selben Maßstab dargestellt sind. In Wirklichkeit sind die Planeten sehr viel kleiner im Verhältnis zur Ausdehnung der Bahnen. Alle Planeten nebeneinander gelegt würden gerade einmal die Entfernung von der Erde zum Mond überbrücken. ————— Mittlere Entfernung Erde – Mond: 384 400 km ————— ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015 Planeten-Werkstatt -7- _ Anmeldung Aufgrund der großen Nachfrage seitens der Schulen und begrenzter Ressourcen bei uns, können wir nicht alle Klassen besuchen. Wir haben uns daher für ein Ausschreibungsverfahren entschieden und erwarten Ihre Bewerbung zur Teilnahme mit Ihrer Klasse auf dem angefügten Blatt möglichst rasch. Insbesondere interessiert uns die Motivation, auf deren Grundlage Sie das Projekt mit uns durchführen möchten. Hinweis zum Datenschutz Die Datenverarbeitung bei der Landeshauptstadt Stuttgart erfolgt nach den Vorschriften des Gesetzes zum Schutz personenbezogener Daten (Landesdatenschutzgesetz – LDSG). Insbesondere weisen wir auf die Auskunfts- und Benachrichtigungsrechte nach § 21 und § 22 LDSG hin (siehe unten). Die von Ihnen eingereichten Daten werden nicht für andere Zwecke verwendet und nicht an Dritte weitergegeben. Auszug aus dem Gesetz zum Schutz personenbezogener Daten (Landesdatenschutzgesetz) vom 18. September 2000 zuletzt geändert durch Gesetz vom 7. Februar 2011: § 21 Auskunft (1) Dem Betroffenen ist von der speichernden Stelle auf Antrag unentgeltlich Auskunft zu erteilen über 1. die zu seiner Person gespeicherten Daten, 2. den Zweck der Verarbeitung, 3. die Herkunft der Daten, soweit diese gespeichert oder sonst bekannt ist, und die Empfänger oder Gruppen von Empfängern, an die die Daten übermittelt werden sollen, sowie 4. den strukturierten Ablauf der automatisierten Verarbeitung der ihn betreffenden Daten in den Fällen des §4 Abs. 7 und die dabei herangezogenen Entscheidungskriterien. Dies gilt nicht für personenbezogene Daten, die ausschließlich zu Zwecken der Datensicherung oder der Datenschutzkontrolle gespeichert sind. § 22 Berichtigung (1) Personenbezogene Daten sind zu berichtigen, wenn sie unrichtig sind. Wird bei personenbezogenen Daten in Akten festgestellt, dass sie unrichtig sind, oder wird ihre Richtigkeit vom Betroffenen bestritten, so ist dies in der Akte zu vermerken oder auf sonstige Weise festzuhalten. (2) Von der Berichtigung unrichtiger Daten sind die Empfänger der Daten zu verständigen, soweit dies zur Wahrung schutzwürdiger Interessen des Betroffenen oder zur Erfüllung der Aufgaben der verantwortlichen Stelle oder des Empfängers erforderlich erscheint; dies gilt nicht, wenn dies einen unverhältnismäßigen Aufwand erfordern würde. ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015 -8- Planeten-Werkstatt _ Bewerbung für die Planeten-Werkstatt Organisatorisches Name der Schule: Anschrift: Ansprechpartner: Funktion (Klassen- oder Fachlehrer/-in): Telefon: E-Mail: Teilnahme mit Klassenstufe: Anzahl der Schüler: Zeitfenster Wir können folgende Projektdauer realisieren: Schulstunden Unser Lieblingstermin liegt im Zeitraum: Motivation - Ich möchte mit meiner Klasse teilnehmen, weil … Datum ………………………………………………… Unterschrift ____________________________________________________________________________________________________________ Autor: Dr. U. Lemmer © Planetarium Stuttgart 2015
