Chemie und Raumfahrt: Wie fliegt man zum Mond und wie überlebt man auf dem Mond?

Kontext / Contexte

Der Weltraum fasziniert die allermeisten Schüler/innen. Deshalb hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) eine ganze Reihe von Unterrichtsmaterialien entwickelt und bereitgestellt, welche frei zugänglich sind und nach Belieben einer jeden Lehrerin/eines jeden Lehrers im Unterricht eingesetzt werden können. Der Kontext des Weltraums wird hierbei benutzt, um verschiedene Themen im Bereich der Naturwissenschaften und der Technologie zu behandeln.

In dieser Fortbildung werden Anwendungen der Chemie und Physik für die Raumfahrt untersucht.

Es werden 3 Themenbereiche behandelt:

- Mini-"Zischrakete" - mit Hilfe von Raketen Verbrennungsreaktionen verstehen
- Energie mit Hilfe des Wassers - Produktion von Sauerstoff und Wasserstoff auf dem Mond.
- Gewinnung von Wasser auf dem Mond - Filtrierung und Destillation.

Alle Themenbereiche werden mit Experimenten bzw Modellen veranschaulicht. Zu diesen drei Themen ist jeweils eine ausführliche, schriftliche Unterrichtsvorbereitung verfügbar, welche den Teilnehmern bei ESERO Luxembourg (esero.lu) zur Verfügung gestellt wird.

Zielsetzung / Objectifs

Wissen:
Die Teilnehmer/-innen:
- lernen die Internet-Seite esero.lu und insbesondere die Rubrik „Unterrichtsmaterialien“ kennen,
- entwickeln ein Verständnis der wissenschaftlichen Methode,
- erhalten neue Ideen für ihren naturwissenschaftlichen Unterricht bei Schülerinnen und Schülern im Alter von 12 - 16 Jahren.

Fähigkeiten:
Die Teilnehmer/-innen sind in der Lage:
- die vorgestellten Unterrichtsmaterialien inklusive der Experimente im Unterricht einzu-bringen,
- eigene Experimentvarianten nach dem vorgestellten Konzept umzusetzen,
- ihren naturwissenschaftlichen Unterricht interaktiv zu gestalten.

Haltung:
Die Teilnehmer/-innen:
- nehmen aktiv an der Fortbildung teil,
- fühlen sich wohl dabei, im Unterricht zu experimentieren und den eigenen Schülerinnen und Schülern die vorgestellten Konzepte zu vermitteln.

Inhalt / Contenu

Kursteil 1 (3 Stunden):

Mini-"Zischrakete" - mit Hilfe von Raketen Verbrennungsreaktionen verstehen.
In diesem praktischen Teil wird die Verbrennung eines Alkohol-Luft-Gemischs in einer Plastik-Flasche untersucht und so der Start einer richtigen Rakete simuliert. Die Merkmale von Verbrennungsreaktionen werden erläutert.

Gewinnung von Wasser auf dem Mond - Filtrierung und Destillation.
Anhand des Beispiels von Wasser auf dem Mond werden Aggregatzustandsänderungen behandelt. Aus einem Temperatur-Druck-Diagramm werden die Unterschiede zwischen den Zustandsformen von Wasser auf der Erde und auf dem Mond diskutiert. Im Kontext der Extraktion von Wasser auf dem Mond werden zwei Trennungsmethoden miteinander verglichen.

Kursteil 2 (3 Stunden):

Energie mit Hilfe des Wassers - Produktion von Sauerstoff und Wasserstoff auf dem Mond.
In diesem Teil über Elektrochemie werden drei Aktivitäten behandelt: zuerst wird eine einfache Form einer Batterie, eine Voltasäule, gebaut. Im zweiten Teil wird die Elektrolyse von Wasser untersucht und deren Anwendungen für die Raumfahrt erklärt. Im letzten Teil wird eine Brennstoffzelle untersucht.

Arbeitsformen / Approche méthodologique

- Präsentation von ESERO Luxemburg
- Vorstellung der Unterrichtsmaterialien, welche den Leh-rer(innen) von der ESA / ESERO Luxemburg zur Verfügung gestellt werden
- Durchführen der praktischen Experimente eventuell als Gruppenarbeit
- Diskussion und Austausch.

Referent, Referentin / Formateur, formatrice

Marco Strasser, Physiker

Remarques / Anmerkung

Jeder kann sein bevorzugtes Arbeitsgerät (Laptop, Tablet, etc.) mitbringen.