Untitled - an der ZHAW
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INHALTSVERZEICHNIS M - 1. Überblick über das Modul ................................................................................................................... 1 M - 2. Modulziele ..................................................................................................................................... 3 M - 3. Modulinhalte ................................................................................................................................... 3 M - 4. Lernen im Modul .............................................................................................................................. 3 M - 5. Semesterprogramm .......................................................................................................................... 5 M - 6. Besondere Bestimmungen .................................................................................................................. 6 K - 1. Kurs 1: Geologie .............................................................................................................................. 7 K - 1.1 formale Beschreibung 7 K - 1.2 Kursziele / Learning Outcomes 7 K - 1.3 Kursinhalte 7 K - 1.4 Lernen im Kurs 10 K - 1.5 Pflichtlektüre, empfohlene und weiterführende Literatur 12 K - 1.6 Leistungsnachweis 13 K - 2. Kurs 2: Bodenkunde 1 ..................................................................................................................... 14 K - 2.1 Formale Beschreib ung 14 K - 2.2 Kursziele / Learning Outcomes 14 K - 2.3 Kursinhalte 14 K - 2.4 Lernen im Kurs 16 K - 2.5 Pflichtlektüre, empfohlene und weiterführende Literatur 17 K - 2.6 Leistungsnachweis 17 M - 1. ÜBERBLICK ÜBER DAS MODUL M - 1.1 FORMALE BESCHREIBUNG Code n.BA.UI.Erwi Modul Erdwissenschaften Status Pflichtmodul ECTS-Credits 4 Semester 1 M - 1.2 ABSTRACT Das Modul „Erdwissenschaften“ fördert das Verständnis für die Lithosphäre, welche im Zusammenhang mit ökologischen Fragestellungen von zentraler Bedeutung ist. In der Geologie werden Grundlagen erarbeitet, um Gesteine in ihrer Vielfalt unterscheiden und ansprechen zu können. Gesteinsmerkmale werden systematisch erarbeitet und auf dieser Basis Gesteine miteinander verglichen. In rund 20 Vorlesungslektionen und auf mindestens vier geführten Exkursionen, für welche sich die Studierenden aus einem Wahlpflichtangebot entscheiden müssen, werden exemplarisch Aspekte der geologischen Zeiträume, des Gesteinskreislaufs, der tektonischen Prozesse, der Entstehung der Alpen und des Juras, des ehemaligen Vulkanismus im Bodenseeraum und der letzten Eiszeit thematisiert. Bodenkunde 1 spannt mit dem Thema Mineralogie und Verwitterung von Mineralen eine Brücke von der Geologie zur Bodenkunde und setzt dann Schwerpunkte bei mineralischer und organischer Bodensubstanz, Bodenbildung und Bodenaufbau. Im Praktikum wird bei der Untersuchung von Bodenproben das theoretische Wissen angewendet und vertieft. M - 1.3 GENERELLE ZIELE Die Studierenden sind in der Lage… die wichtigsten Gesteinsarten mit ihren Erscheinungsformen bezüglich ihrer allgemeinen und wissenschaftlichen Merkmale im Zusammenhang mit ihrer Entstehungsweise anzusprechen, zu beschreiben und zeitlich einzuordnen. die grundlegenden Prozesse, die bei der Bildung der Alpen und ihrer Gesteine ablaufen, zu erläutern. die Bedeutung der Gesteine und ihrer Verwitterungsprodukte, sowie anderer Bodenbildungsfaktoren und –prozesse als Grundlage für die Bildung unterschiedlicher Böden darzulegen. Boden im Feld zu untersuchen und daraus Informationen über die Bodeneigenschaften zu gewinnen. M - 1.4 LEISTUNGSNACHWEIS Das Modul besteht aus zwei Kursen. Der Leistungsnachweis erfolgt mit einer abgesetzten schriftlichen Modulprüfung. Entsprechend der Gewichtung der Kurse beträgt die Dauer der Teilprüfungen für Geologie 90 Minuten und für Bodenkunde 30 Minuten. Gewichtung der Teilnoten: Geologie 75% Bodenkunde 1 25% 1 M - 1.5 AUFBAU DES MODULS Das Modul umfasst die Kurse K1 „Geologie“ und K2 „Bodenkunde 1“. Die beiden bauen inhaltlich aufeinander auf. Die Gliederung in Abbildung 1 ist idealtypisch. Die genaue Verteilung der Exkursionen und Bodenpraktika wird aufgrund der Anzahl Anmeldungen zu Beginn des Semesters festgelegt. Abb. 1: Übersicht über das Modul mit Vorlesungen (Präsenzunterricht) und Übungen (grau)/Exkursionen (hellblau) in den Kursen Geologie und Bodenkunde 1 (rötliche Felder). Der individuelle Workload ist abhängig von der Nutzung des Wahlpflichtangebots (hellblaue Felder). Es sind mindestens 5 Exkursionshalbtage sowie ein Praktikum Boden zu belegen. Für die verschiedenen Unterrichtsangebote ergeben sich die folgenden Lektionenzahlen (vgl. auch Tabelle in Kapitel 5 (Semesterprogramm)): Geologie Bodenkunde 1 Vorlesung 20-22 Lektionen 12 Lektionen Praktikum (obligatorisch) 4 Lektionen 3 Lektionen Exkursionen (Wahlpflicht) mindestens 22 Lektionen 0 Lektionen M - 1.6 ZUGANGSVORAUSSETZUNGEN Naturwissenschaftliche BMS oder entsprechende Vorbildung. M - 1.7 EVALUATION DES MODULS Die beiden Kurse werden am Ende des Semesters durch Befragung der Studierenden getrennt evaluiert. Die Ergebnisse werden jährlich zur Weiterentwicklung der Lehrveranstaltungen verwendet. 2 M - 2. MODULZIELE Siehe Kursbeschreibungen. M - 3. MODULINHALTE Siehe Kursbeschreibungen. M - 4. LERNEN IM MODUL M - 4.1 DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE Kommunikationsfördernde Lernatmosphäre: Durch eine starke Gliederung der Kursangebote… werden möglichst überschaubare Gruppen gebildet. kommen die Studierenden rascher und niederschwelliger zu Wort. nehmen die Studierenden Wortmeldungen und Meinungsäusserungen der anderen aktiv auf. diskutieren die Studierenden Fragestellungen vertiefend. Originale Begegnung und Anschaulichkeit: Theorie, Gesteine und Boden werden „begreifbar“ gemacht… durch eine vielseitige und direkte Anschauung im Praktikumsraum und im Gelände. mit Hilfe von Bildern, Skizzen und grafischen Darstellungen, mit welchen das räumliche Vorstellungsvermögen gefördert wird. durch das wiederholte Hantieren mit Gesteinen und Bodenproben. Neugier und kritische Auseinandersetzung mit den Lerninhalten: Die Studierenden… zeigen in allen Lehrveranstaltungen eine offene Grundhaltung. erarbeiten die Inhalte des Unterrichts durch autonomes Selbststudium des Skriptes und der Exkursionsbroschüren, durch ständige Nachbearbeitung der in der Vorlesung gezeigten PPPräsentationen, durch Vertiefen und Hinterfragen der eigenen Notizen sowie mit Hilfe persönlicher Recherchen in fachbezogener Literatur und in einschlägigen Internetseiten. tauschen sich mit den Experten aus durch kritisches Nachfragen im nachfolgenden Unterricht und in den Feldübungen. 3 Gestaltete Lernprozesse und zeitgemässe Wissensvermittlung: Die Dozierenden … formulieren Lernziele, die für die Studierenden überschaubar und nachvollziehbar sind. pflegen einen fördernden, fordernden und partizipativen Umgang mit den Studierenden. moderieren und steuern das Unterrichtsgeschehen, indem sie Methoden der Problemlösung und des Zusammenarbeitens anbieten. 4 orientieren sich an wissenschaftlich aktuellen Wissensinhalten. M - 5. SEMESTERPROGRAMM Das detaillierte Programm wird bei Modulbeginn abgegeben. 5 M - 6. BESONDERE BESTIMMUNGEN M - 6.1 EXKURSIONEN IN GEOLOGIE Zulassung Die Teilnahme an den Exkursionen ist aus organisatorischen und versicherungstechnischen Gründen zwingend an eine Immatrikulation geknüpft. Die Teilnahme an den Exkursionen wird namentlich kontrolliert, es wird eine Präsenzkontrolle geführt. Sorgfaltspflicht Die Studierenden sind auf den Exkursionen verpflichtet, Verantwortung für die Gruppe mitzutragen und insbesondere im gebirgigen und steilen Gelände einander auf drohende Gefahren aufmerksam zu machen und diesen auszuweichen. Ebenso gilt es, ein besonderes Augenmerk auf die körperliche Leistungsfähigkeit der einzelnen Gruppenmitglieder zu legen. Die einzelnen Teilnehmenden sind verpflichtet, bis zum Schluss der Exkursion bei der Gruppe zu bleiben. Organisation Die Ziele der Exkursionen werden bevorzugt im Raum der Ost- und Südostschweiz und in Süddeutschland (Schwarzwald, Hegau) ausgewählt. Die Exkursionsorte können mit Ausnahme der Destinationen in Süddeutschland, wo ein Reise Car eingesetzt wird, mit öffentlichen Verkehrsmitteln gut erreicht werden. Die Exkursionskosten (Transportkosten, Eintrittskosten) sind durch die Studierenden selbst zu tragen (gesamthaft ca. Fr. 150.-). Allfällige Gruppenbillette sind durch die Studierenden selbst zu organisieren. Die Exkursionsleitenden sind für die Voranmeldung grosser Gruppen bei den öffentlichen Busunternehmungen (Postauto) und für die Organisation des Reisecars nach Süddeutschland besorgt. Grundsätzlich finden die Exkursionen bei jedem Wetter statt. Bei besonders ungünstigen Witterungsbedingungen bleiben kurzfristige Entscheide zur Anpassung der Exkursionsdurchführung den Exkursionsleitenden vorbehalten. Aktuelle Informationen werden am Vormittag des Exkursionstages in der allfällig noch stattfindenden Vorlesung, am Startort der Exkursionswanderung oder während der Exkursion den Teilnehmenden direkt kommuniziert. Verbindlichkeit der Anmeldungen, Kostenpflichtigkeit Nachdem sich die Studierenden zu Beginn des Semesters für die minimal notwendige Anzahl Exkursionen eingeschrieben und ihre Anmeldungen bestätigt erhalten haben, sind die Anmeldungen verbindlich. Kann an einer Exkursion, zu der man bestätigt angemeldet ist, nicht teilgenommen werden, sind die beiden Exkursionsverantwortlichen rechtzeitig per Mail zu verständigen. Kann kein Personenersatz gefunden werden, sind insbesondere die Kosten für die Carfahrt trotz Abmeldung von der sich abmeldenden Person zu bezahlen. Nichterfüllung der Praktikums- und Exkursionsanforderungen Studierende, welche an den Exkursionen nicht in genügendem Umfang teilnehmen können, haben bis zum Abschluss der Vorlesungsperiode eine Ersatzleistung in praktischer Form mit einem schriftlichen Bericht zu erbringen. Freiwillige Teilnahme an Exkursionen Wenn die Mindestanforderung (5 Exkursions-Halbtage) erfüllt und bestätigt ist, können sich Studierende in Absprache mit den Exkursionsleitenden gerne für eine oder mehrere weitere Exkursionen anmelden, sofern dies anzahlmässig möglich ist. Der definitive Entscheid liegt bei den Exkursionsleitenden. 6 K - 1. KURS 1: GEOLOGIE K - 1.1 FORMALE BESCHREIBUNG Kurscode n.BA.UI.Geo Kursverantwortung Peter Klöti Dozierende Peter Klöti, Regina Neukom Letze Aktualisierung Februar 2017 K - 1.2 KURSZIELE / LEARNING OUTCOMES K - 1.2.1. Fachkompetenzen Die Studierenden können… sich in den geologischen Zeitaltern und Epochen orientieren. die Bedeutung des Gesteinskreislaufs erklären sowie die Haupttypen der Gesteine und die Prozesse der Gesteinsbildung beschreiben. Vorgänge an plattentektonischen Grenzen beschreiben. die Bildung der Alpen als Kollisionsvorgang zweier tektonischer Platten verstehen. die wichtigsten tektonischen Einheiten der Schweiz benennen und ihre Lage beschreiben. K - 1.2.2. Methodenkompetenzen Die Studierenden können ein beliebiges Gestein mit geeigneten Methoden und nach relevanten Kriterien bearbeiten und ansprechen. Dazu sind sie insbesondere in der Lage… ein Gestein mit geeignetem Werkzeug anzuschlagen, um dessen Eigenschaften zu erkennen. allgemeine und wissenschaftliche Kriterien zu nennen, nach welchen Gesteine beschrieben und voneinander unterschieden werden können. Fossilienvorkommen in bestimmten Gesteinsschichten zu vermuten und zu erkennen. mit gefährlichen Hilfsmitteln wie konzentrierter Salzsäure korrekt umzugehen. K - 1.3 KURSINHALTE K - 1.3.1. Thematische Einführung in den Kurs Im Kurs Geologie wird ein Basiswissen über die geologischen Gegebenheiten, die in der Schweiz typisch sind, vermittelt. Die verschiedenen Gesteinsgruppen (Magmatite, Sedimentite und Metamorphite) werden bezüglich ihrer sichtbaren Merkmale und chemischen Eigenschaften (wichtigste Mineralien) angesprochen. Ihre Entstehung und ihr Zerfall sowie die wesentlichen damit zusammenhängenden Prozesse werden diskutiert und in geeigneter Form dargestellt. Dabei wird die Orientierung innerhalb der geologischen Zeitalter und Epochen zur Selbstverständlichkeit. Gesteine stellen natürliche Ressourcen dar. Damit ist nicht nur der Abbau von Gesteinen zur Herstellung wirtschaftlicher Güter gemeint, sondern auch die bewusste Heranführung an die Besonderheiten der Gesteine und ihrer Mineralien im Sinne der Nutzung für touristische Interessen. 7 K - 1.3.2. Inhaltliche Schwerpunkte Leitfragen Welche Kriterien werden herangezogen, um Gesteine zu beschreiben? Nach welchen Kriterien werden Gesteine in Gesteinsgruppen zusammengefasst? Welche Prozesse sind an der Gesteinsbildung beteiligt? Welche plattentektonischen Vorgänge haben die Bildung der Alpen bestimmt? Wie ist der europäische Kontinent im Verlauf der Erdgeschichte entstanden? In welchen Zeiträumen sind die Gesteine entstanden? Welche Zusammenhänge gibt es zwischen Gesteinsbildung und plattentektonischen Vorgängen? Welche tektonischen Einheiten gibt es in der Schweiz und wo trifft man auf diese? Zentrale Begriffe Für den schriftlichen Leistungsnachweis müssen zentrale Begriffe gemäss Angaben im Präsenzunterricht verstanden sein. Dazu gehören: Synopsis: Geologische Zeitskala, Erdzeitalter Aufbau der Erde Tektonische Einheiten der Schweiz (Helvetikum, Penninikum, Ostalpin, Südalpin, Zentralmassive, Molasse, Jura, penninische Klippen) Gesteine: Plutonite (Granit, Diorit, Gabbro) Vulkanite (Rhyolith, Andesit, Basalt. Ferner das Ganggestein Phonolith, die pyroklastischen Auswurfgesteine (= pyroklastische Sedimentite (Tuffit), glasige rhyolitische Gesteine wie Obsidian und Bimsstein (schaumiges Glas) Klastische Sedimentite (Konglomerate wie Nagelfluh, Fanglomerate wie Verrucano, Brekzien, Sandstein, Opalinuston, Tonstein, Mergel, Flysch, Glarner Schiefer (=Sedimentgestein (Tonschiefer) mit Anzeichen einer Teilmetamorphose), Buntsandstein) Chemisch-biogene Sedimentite (Kalke (Muschelkalk aus der Trias, Jurakalke, Quintnerkalk, Kreidekalke wie Betliskalk, Kieselkalk, Schrattenkalk, Seewerkalk)) Chemische Sedimentite (Kalktuff (Travertin), Rauwacke, Dolomit, Gips, Salz) Biogene Sedimente (Kohle) Metamorphite (Gneis, Amphibolit, Quarzit, Eklogit, Tonschiefer; Schiefer (Bündner Schiefer), Serpentinit, Marmor) Mineralien: Quarz, Feldspäte, Glimmer (Biotit (schwarz), Muskovit (farblos, hell), Serizit (hellgrün)), Olivin, Calcit, Ton, Granat, Epidot, Chlorit, Talk, Serpentin 8 Prozesse: Gesteinsverwitterung (physikalisch, chemisch) Gesteinsbildung (Diagenese, Schichtung und Schieferung, magmatische Differentiation, Metamorphose, Anatexis) Gesteinskreislauf Plattentektonik Gebirgsbildung K - 1.3.3. Bezug zur Nachhaltigen Entwicklung Ethische Grundlagen: Gesteine und Mineralien, Berge und Täler sind Begriffe, die im menschlichen Dasein schon immer eine bestimmende Rolle gespielt haben. Die Erhabenheit grosser Berge und deren Gefahren fordern dem Menschen nicht nur Respekt ab, sondern können im Ereignisfall auch grosse Angst auslösen und sogar Vernichtung und Tod bringen. Im Sinne der Nachhaltigkeitsbetrachtung kommt diesen Aspekten jedoch nur eine untergeordnete Rolle zu. Ökologische Dimension: Im ökologischen Kontext wird beim Studium der Entstehung der Gesteine, im übergeordneten Sinn aber auch der Landschaften, die durch die Gesteine mannigfaltig geprägt sind, das grundlegende Verständnis für unsere Umwelt gefördert. Hohe Relevanz. Gesellschaftliche Dimension: niedrige Relevanz. Wirtschaftliche Dimension: Der Abbau und Verkauf von begehrten Gesteinen, z.B. in den Qualitäten „Granit“, „Gneis“, „Quarzit“, „Sandstein“, „Kies“ oder „Kalk“, haben als Rohstoffe für die Bauindustrie eine grosse Bedeutung. Im Tourismus lassen sich Berge gewinnbringend vermarkten. Besondere Mineralien, aber auch besondere Metalle (Gold, Silber, Kupfer, Eisen, usw) haben eine sehr hohe wirtschaftliche Bedeutung. Insgesamt kommt dieser Dimension eine sehr hohe Relevanz zu. Räumliche Dimension: Unterschiedliche Gesteine haben auch eine unterschiedliche Gestaltung der Landschaftsräume zur Folge. Hohe Relevanz. Zeitliche Dimension: Das Denken in nichthistorischen Zeiträumen ist eine sehr hohe Betrachtungsebene und erlaubt dem Menschen eigentlich eine umfassende Sichtweise. Langfristige Folgen des menschlichen Handelns können beim Studium geologischer Phänomene sehr gut reflektiert werden. Sehr hohe Relevanz. 9 Transformation: Langfristige Handlungsperspektiven lassen sich aufzeichnen, jedoch bereitet deren glaubwürdige Kommunikation grosse Schwierigkeiten, da eine Überprüfung nicht stattfinden kann. Mittlere Relevanz. K - 1.4 LERNEN IM KURS K - 1.4.1. Lernarrangements Die Lehrveranstaltung gliedert sich in folgende Teile: Vorlesung (geteilt in zwei Hörsälen mit je 60-80 Studierenden): Ziel: Informationsvermittlung mehrheitlich Frontalunterricht PowerPoint-Präsentationen zwischendurch kleinere Aufgaben oder Reflexions-/Diskussionsaufträge Swiss Rocks I-Praktikum: Zu Beginn des Kurses findet eine intensive Auseinandersetzung mit den verschiedensten Arten von Gesteinen statt. Was sehe ich, welche Farben und Strukturen fallen auf, wie fühlt sich die Gesteinsoberfläche an, wie hart ist das Gestein, wie reagiert es mit Salzsäure usw. sind Fragen, mit welchen die Vielfalt der Gesteine erschlossen werden soll. Die Übungen werden durch elektronische Selbstlern-Tools unterstützt. Swiss-Rocks II- Praktikum: In diesem Kurzpraktikum wird die systematische Ansprache von Gesteinen erklärt und gezeigt, wie die Gesteine der eigenen Gesteinssammlung in der auf Internet verfügbaren Gesteinsdatenbank erfasst sind und auch abgefragt werden können. Exkursionen: Belegung von insgesamt 5 Exkursions-Halbtagen aus dem Wahlpflichtangebot, wobei maximal eine Ganztagesexkursion zwei Exkursions-Halbtage ersetzen kann. Geführte Gruppen mit 15-20 Studierenden Möglichkeiten, in überschaubaren Gruppen Fragen zu stellen und zu diskutieren Anschlagen von Gesteinen, Sammeln von Gesteinsproben Die Entstehung von ganzen Landschaften oder von auffallenden Landschaftselementen wird im Gelände diskutiert. Skizzen und Zeichnungen, geologische und tektonische Karten werden dabei unterstützend eingesetzt. Studierende werden aufgefordert, ihre erarbeiteten Erkenntnisse in geeigneter Kurzform zu präsentieren. Proben von Gesteinen werden vor Ort gesammelt, so dass von den Studierenden ein Gestein immer auch mit einem Herkunftsort assoziiert werden kann. Autonomes Selbststudium: Skript und PowerPoint-Präsentationen auf der Lernplattform Moodle erlauben ein autonomes Selbststudium vor oder nach den Unterrichtsveranstaltungen Referenzgesteinssammlung „Swiss Rocks“ mit Handstücken und Gesteinsbeschrieben Gesteinsdatenbank „www.gesteinsdatenbank.ch“. In Zusammenarbeit mit den Studierenden wird die Datenbank ständig evaluiert und ausgebaut. Die Gesteine werden nach allgemeinen und wissenschaftlichen Kriterien in einem Gesteinsbeschrieb dokumentiert. 10 K - 1.4.2. Art der Dokumentation Die Folien der PP-Präsentationen sind vorgängig zur Vorlesung auf der Lernplattform „Moodle“ verfügbar. Eine elektronische Version des Skriptes steht bei Bedarf ausschliesslich den Studierenden zur Verfügung und darf nicht weiter verbreitet werden. Bei Bedarf kann bevorzugt zu Beginn des Semesters, aber auch noch später, das farbige Unterrichtsskript im Umfang von rund 135 Seiten zum relativ günstigen Preis von Fr. 30.00 bestellt und gekauft werden. Erfahrungen haben gezeigt, dass ein Selbstausdruck des Skriptes teurer zu stehen kommt als der Kauf des Skriptes bei den Kursanbietern. Die einzelnen Exkursionshandouts, die auf der Lernplattform „Moodle“ abgelegt sind, können heruntergeladen und selbst ausgedruckt werden. Alternativ können drei Exkursionsbroschüren mit allen Exkursionshandouts im A5-Format bestellt und zum Preis von Fr. 20.00 bei den Kursanbietern bezogen werden. In der Gesteinsdatenbank „www.gesteinsdatenbank.ch“ sind die Gesteine einer eigenen Gesteinssammlung nach allgemeinen und wissenschaftlichen Kriterien dokumentiert. 11 K - 1.5 PFLICHTLEKTÜRE, EMPFOHLENE UND WEITERFÜHRENDE LITERATUR Pflichtlektüre Skript und Exkursionsbroschüren. Empfohlene Literatur Eine wissenschaftliche Gesamtschau zum aktuellen Stand der allgemeinen Geologie und im Speziellen zur Geologie der Schweiz bieten u.a. die folgenden Werke: Gnägi, Christian, Labhart, Toni P.: Geologie der Schweiz. 9. Vollständig überarbeitete Auflage. Ott Verlag. Thun, 2014. ISBN 978-3-7225-0142-0. Press, Frank; Siever Raymond: Allgemeine Geologie. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Berlin, 2011. Nachdruck der 5. Auflage 2008. ISBN 978-3-8274-1812-8. Schumann, Walter: Der grosse Steine und Mineralienführer. 9. überarbeitete Auflage, BLV-Buchverlag, München, 2013. ISBN 978-3-8354-1013-8. Stössel, Iwan, Weissert, Helmut: Der Ozean im Gebirge. Eine geologische Zeitreise durch die Schweiz. 3. Auflage. vdf Zürich 2015. ISBN 978-3-7281-3606-0. Weiterführende Literatur: Bahlburg, Heinrich, Breitkreuz, Christoph: Grundlagen der Geologie. 4. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, 2012. ISBN 978-3-8274-2820-2. Bolliger, Thomas: Geologie des Kantons Zürich. Ott-Verlag Thun, 1999. ISBN 3-7225-6769. Dietrich, Richard, V.; Skinner Brian, J.: Die Gesteine und ihre Mineralien. Ein Einführungs- und Bestimmungsbuch. 2. Auflage, Ott-Verlag Thun,1995. ISBN 3-7225-6287. Frisch, Wolfgang, Meschede, Martin: Plattentektonik. Kontinentverschiebung und Gebirgsbildung. 5. Auflage. Primus Verlag Darmstadt, 2013. ISBN 978-3-86312-366-6. Frater, Harald: Landschaftsformen. Unsere Erde im Wandel- den gestalterischen Kräften auf der Spur. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2005. ISBN 3-540-21958. Marthaler, Michael: Das Matterhorn aus Afrika. Die Entstehung der Alpen in der Erdgeschichte. 3. Auflage. Ott Verlag Bern, 2013. ISBN 978-3-7225-0133-8. Pfiffner, O. Adrian: Geologie der Alpen. 3. Auflage. Utb GmbH. 2015. ISBN 978-3-8252-8610-1. Rothe, Peter: Gesteine: Entstehung – Zerstörung – Umbildung. 3. Auflage. Primus, 2010. ISBN 978-389678-688-3. Rothe, Peter: Erdgeschichte. Spurensuche im Gestein. 2. Aktualisierte und erweiterte Auflage, Nachdruck, Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt, 2015. ISBN 978-3-534-22257-5. 12 K - 1.6 LEISTUNGSNACHWEIS K - 1.6.1. Ziel Im Leistungsnachweis werden die Fach- und Methodenkompetenzen geprüft, indem die schriftliche Beantwortung einer grösseren Anzahl von Multiple Choice-Fragen und offenen Fragestellungen zur Vorlesung und zu den Exkursionen eingefordert wird. Inhaltlich werden die Schwerpunkte gemäss Kapitel 1.3.2 geprüft. Die Beantwortung der offenen Fragen wird in einer differenzierenden Art und Weise erwartet, welche auf ein grundlegendes Sachverständnis der geologischen Zusammenhänge schliessen lässt. Gesteine sollen auf Grund gesteinskundlicher Kriterien beschrieben, erkannt und sicher den Hauptgesteinsgruppen (Magmatite, Sedimentite, Metamorphite) und den ersten Untergruppen zugeordnet werden können. K - 1.6.2. Qualifikationsschritte Beurteilung Teilnahme an 5 Halbtagesexkursionen oder Gewichtung für Modulnote Testat an 1 Ganztagesexkursion und an 3 Halbtagesexkursionen Teilnahme an beiden Gesteinsübungen Testat Abgesetzte schriftliche Modulprüfung, Teil Geologie Note K - 1.6.3. 75% Rahmenbedingungen Studierende, welche die Anforderungen hinsichtlich ihrer Teilnahme an den beiden Gesteinsübungen und den Exkursionen nicht erfüllt haben, können von der Prüfung ausgeschlossen werden. Der Anteil der Multiple-Choice-Fragen in Bezug auf die Bewertungspunkte beträgt etwa 2/3 bis 1/2. Referenzen für die Prüfungsinhalte sind Skript, Exkursionsbroschüren mit verbindlich erklärten Textabschnitten, PP-Präsentationen sowie die Gesteinsdatenbank „www.gesteinsdatenbank.ch“. Dauer der Prüfung 90 Minuten. Es dürfen keine Unterlagen oder Hilfsmittel benützt werden. Die Durchführung der Prüfung auf elektronischer Basis wird angestrebt. Die Prüfungen und allfällige Wiederholungen der Prüfungen bei Nichtbestehen richten sich nach der aktuellen „Studien- und Prüfungsordnung für die Bachelor-Studiengänge der ZHAW. 13 K - 2. KURS 2: BODENKUNDE 1 K - 2.1 FORMALE BESCHREIBUNG Kurscode n.BA.UI.Boku1 Kursverantwortung Beatrice Kulli Dozierende Beatrice Kulli, Luzius Matile, Roman Berger, Rolf Krebs, Simon Amrein Letzte Aktualisierung Februar 2016 K - 2.2 KURSZIELE / LEARNING OUTCOMES Die Studierenden können… exemplarisch darlegen, wie Böden entstehen. einen Zusammenhang zwischen Bodenbildungsfaktoren, -prozessen und den sich entwickelnden Böden herstellen. Verwitterungsprozesse von Mineralien beschreiben und einige in Böden vorkommende Sekundärmineralien und ihre typischen Eigenschaften und Bedeutung benennen. Herkunft, Eigenschaften und Aufbau der organischen Bodensubstanz erläutern. an einer Bodenprobe einfache Untersuchungen durchführen und aufgrund dieser Aussagen über Bodeneigenschaften machen. K - 2.3 KURSINHALTE K - 2.3.1. Thematische Einführung in den Kurs Der Boden ist wichtige Lebensgrundlage für Mensch, Tiere und Pflanzen. Alle Pflanzen benötigen Wasser und Nährstoffe, die sie in der Regel aus dem Boden aufnehmen. Böden sind auch für den Menschen eine essentielle Lebensgrundlage. Praktisch die gesamte Nahrungsmittelproduktion basiert auf der Ertragsfähigkeit der Böden. Bereits heute wird der grösste Anteil aller Böden durch den Menschen genutzt, überwiegend über die Forst- und Landwirtschaft. Damit die Böden weiter und nachhaltig genutzt werden können, braucht es das Verständnis dieser essentiellen Ressource. Der Kurs Bodenkunde 1 schlägt eine Brücke von der Geologie zum Kurs Bodenkunde 2 im zweiten Semester. Die Studierenden erhalten einen Überblick über den Aufbau und die Entstehung eines Bodens. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf die Verwitterung von mineralischer Substanz, die Bildung von Sekundärmineralien und die Eigenschaften verschiedener mineralischer Bodenbestandteile gelegt. Des Weiteren werden Bodenbildungsfaktoren und Bodenbildungsprozesse sowie der Aufbau und die Eigenschaften organischer Bodensubstanz thematisiert. In einem Praktikum wird bei der Untersuchung von Bodenproben das theoretische Wissen angewandt und vertieft. Die Bodenkunde ist eine interdisziplinäre Wissenschaft. Biologische, chemische und physikalische Prozesse laufen im Boden ständig ab und beeinflussen sich gegenseitig. Verschiedene Grundlagen werden im Kurs je nach Vorwissen der Studierenden repetiert oder neu erarbeitet. Im Bereich der Biologie ist die Kenntnis des Abbaus organischer Substanz durch Bodenlebewesen wichtig. Die Schwerpunkte im Bereich der Chemie sind neben der elementaren Zusammensetzung der anorganischen und organischen Bodensubstanz die Verwitterung der mineralischen Festsubstanz und die Bildung von Sekundärmineralien. Die chemischen Eigenschaften aller 14 Bodensubstanzen sind für die Bodeneigenschaften entscheidend. Dem Bereich der Physik kommt vor allem bei der physikalischen Verwitterung der Gesteine und der Interaktion mit dem Wasser eine wesentliche Bedeutung zu. Alles Weitere zum Thema Bodenphysik wird im weiterführenden Kurs Bodenkunde 2 des zweiten Semesters thematisiert. K - 2.3.2. Inhaltliche Schwerpunkte Leitfragen Welche Faktoren und Prozesse beeinflussen die Bodenbildung? Wie kommt es zur Entstehung unterschiedlicher Böden? Wie verwittern Gesteine und Mineralien zu Feinerde und Bodenskelett? Was sind Sekundärminerale und welche Eigenschaften haben sie? Wie kommt die organische Substanz in den Boden und welche Bedeutung hat sie? Zentrale Begriffe Für die schriftlichen Prüfungen müssen zentrale Begriffe gemäss Angaben im Präsenzunterricht verstanden sein. Folgende Begriffe müssen bekannt sein: mineralische Bodensubstanz: Gerüstsilikate und Schichtsilikate, Zweischichttonmineralien und Dreischichttonmineralien organische Bodensubstanz (Humus, Streu, Edaphon) und ihre Bestandteile Bodenbildungsfaktoren und Bodenbildungsprozesse Bodenhorizonte und organische Auflagehorizonte Bodentypen, Bodenklassifikation K - 2.3.3. Bezug zur Nachhaltigen Entwicklung Die Bodenkunde 1 ist eine sehr kurze Einführung ins Thema. In Bezug auf die Nachhaltigkeit ist die zeitliche Dimension von Bedeutung, da die Bodenbildung ein äusserst langsamer Prozess ist. Ebenfalls werden im Modul Aspekte der räumlichen und der ökologischen Dimension, angesprochen, indem auf die Bodenfruchtbarkeit und die Verteilung verschiedener Böden auf der Erdoberfläche eingegangen wird. Tiefergreifende Überlegungen zur Nachhaltigkeit in Bezug auf den Boden werden erst im zweiten Semester (Bodenkunde 2) thematisiert. Ethische Grundlagen 1 0.8 Transformation ökologische Dimension 0.6 0.4 0.2 0 zeitliche Dimension gesellschaftliche Dimension räumliche Dimension wirtschaftliche Dimension 15 K - 2.4 LERNEN IM KURS K - 2.4.1. Lernarrangements Der Kurs Bodenkunde 1 besteht aus einem Vorlesungsteil, einem Praktikumsteil und einem Moodle-Selbsttest, bei dem die Studierenden ihren Wissensstand selbständig überprüfen können. Vorlesung (150 Studierende): Ziel: Informationsvermittlung Mehrheitlich Frontalunterricht PowerPoint-Präsentationen zwischendurch kleinere Aufgaben oder Reflexions-/Diskussionsaufträge Selbststudium Vorlesungsskripts Praktikum: in Gruppen von ca.10 Studierenden (obligatorisch): Praktische Übungen im Feld, die Studierende kommen mit dem Boden in Berührung Ort: Campus Grüental Möglichkeiten, in überschaubaren Gruppen Fragen zu stellen und zu diskutieren Kennenlernen von Untersuchungsmethoden Interpretation der Ergebnisse E-Learning (freiwillig): Anhand von Selbsttests in Moodle und der virtuellen Profilansprache können die Studierenden überprüfen, ob Sie den Lernstoff verstanden haben. Selbststudium mit dem Skript, den Präsentationen aus der Vorlesung und Beispielsprüfungsfragen vom Moodle-Kurs. K - 2.4.2. Art der Dokumentation Im Kurs wird ein Skript abgegeben. Dieses deckt zusätzlich den Lernstoff der Bodenkundevorlesung im zweiten Semester ab. Für die Vorlesung Bodenkunde 1 sind nur die ersten vier Kapitel des Skripts relevant. Im Praktikumsteil werden zudem Handouts ausgeteilt. Die Folien der PP-Präsentationen zur Vorlesung sind vorgängig auf Moodle verfügbar. Interessierte können diese ausdrucken und während der Vorlesung darauf ihre Notizen machen. 16 K - 2.5 PFLICHTLEKTÜRE, EMPFOHLENE UND WEITERFÜHRENDE LITERATUR Pflichtlektüre: Skript, Handouts zum Praktikum. Empfohlene weiterführende Lektüre: Blume, H.-P., G. W. Brümmer, R. Horn, E. Kandeler, I. Kögel-Knabner, R. Kretzschmar, K. Stahr und B.-M. Wilke (2010): Scheffer / Schachtschabel, Lehrbuch der Bodenkunde (16. Auflage). Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag. Gisi, U., R. Schulin, F. X. Stadelmann und H. Sticher (1997): Bodenökologie. Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York. K - 2.6 LEISTUNGSNACHWEIS K - 2.6.1. Ziel Im Leistungsnachweis werden mit einer kleinen Anzahl von Multiple Choice-Fragen und offenen Fragestellungen zur Vorlesung und zum Bodenpraktikum die Schwerpunkte gemäss Kapitel 2.3.2 geprüft. Die Beantwortung der offenen Fragen wird in einer differenzierenden Art und Weise erwartet, welche auf ein grundlegendes Sachverständnis der bodenkundlichen Zusammenhänge schliessen lässt. K - 2.6.2. Qualifikationsschritte Qualifikationsschritte Beurteilung Gewichtung für Modulnote Praktikum Testat Muss erfüllt sein Abgesetzte schriftliche Modulprüfung, Teil Bodenkunde 1 Note 25% K - 2.6.3. Rahmenbedingungen Dauer der Prüfung 30 Minuten. Es dürfen keine Unterlagen oder Hilfsmittel benützt werden. Die Prüfungen und allfällige Wiederholungen der Prüfungen bei Nichtbestehen richten sich nach der aktuellen Rahmenprüfungsverordnung ZHAW. 17
