Problemlösen und Rechnen im Kontext WELTALL (C3 und C4)

Kontext / Contexte

Der Weltraum fasziniert die allermeisten Schüler. 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 Wissenschaften, der Technik und der Mathematik zu behandeln. In dieser Weiterbildung werden vor allem Unterrichtseinheiten im Bereich der Mathematik zu folgenden Themenschwerpunkten vorgestellt und behandelt:

- Die Entstehung des Universum – Große Zahlen, Proportionalität und Größen, Problemlösen, Darstellen von Zahlen und Größen
- Wassergewinnung auf dem Mond – Problemlösen, Größen
- Weltraumteleskope senden Bilder – Geometrie, Proportionalität, Problemlösen, Größen und Kunst.

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
- lernen diese „Unterrichtsmaterialien“ kennen und nutzen
- entwickeln ein Verständnis der wissenschaftlichen Methode
- erhalten neue Ideen für einen handlungsorientierten und fächerübergreifenden „Mathematik“ Unterricht.

Fähigkeiten:
Die Teilnehmer/-innen sind in der Lage:
- die vorgestellten Unterrichtsprojekte in ihrem Klassenunterricht einzusetzen
- eigene Problemvarianten nach dem vorgestellten Konzept umzusetzen
- ihren “Mathematikunterricht“ durch handlungsorientierte und fächerübergreifende Projekte zu beleben und mit interessantem Weltwissen zu vernetzen.

Haltung:
Die Teilnehmer/-innen:
- werden ermutigt mit offenen Problemsituationen umzugehen und wissenschaftliches Neuland im Unterricht zu nutzen
- lernen der täglich wachsenden und im Prinzip unbeherrschbaren Menge von wissenschaftlichen Daten und Erkenntnissen positiv und neugierig zu begegnen.

Inhalt / Contenu

Kursteil 1 (3 Stunden):

Vorstellung von Unterrichtsmaterialien und Weiterbildungen für Lehrer(innen), Wettbewerbe für Schüler der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) durch ESERO Luxembourg

Lernpaket 1 / Die Entstehung des Universums:
- Erfahren von Fakten betreffend die Entwicklung des Universums mit den Eckdaten zu und die wichtigsten Entwicklungsereignisse
- Entwurf und Ausführung einer persönlichen Zeitleiste
- Erstellung einer Zeitleiste auf welcher die Entstehung des Universums mit den wichtigsten Entwicklungsereignissen vom Urknall bis zum heutigen Tag dargestellt wird
- „Fassbar“ machen der Größe der Zahlen und der Proportionen der Ereigniszeiträume für Schüler und Weltraumlaien durch Umrechnung der Zeitleiste auf ein Kalenderjahr.

Kursteil 2 (3 Stunden):

Lernpaket 2 / Wasser auf dem Mond:
- Erfahren von Fakten betreffend die Bodenbeschaffenheit und die „klimatischen“ Bedingungen auf der Oberfläche des Erdtrabanten
- Schätzen, Messen und Darstellen des eigenen täglichen Wasserbedarfs
- Erfahren wo und unter welchen Bedingungen es Wasser auf dem Mond gibt
- Überlegen wie man dieses Wasser gewinnen und nutzen könnte um den täglichen Wasserverbrauch von etwaigen Mondbewohnern zu decken
- Experiment zur Wassergewinnung aus Bodenproben welche jenen, die auf dem Mond vorgefunden werden könnten, nachempfunden sind
- Weiterverwendung der Messergebnisse zum Berechnen der Mondgesteinsmassen, die auf diese Weise behandelt werden müssten, um den Wasserbedarf einer Person zu decken.

Lernpaket 3/ Die Abbildung des Weltraums und der kosmischen Objekte, geometrische Grundlagen der Pixeldarstellung:
- Das Auflösen von komplexen zweidimensionalen Formen in quadratische Bildelemente kennenlernen und damit experimentieren (vergrößern, verkleinern, grober-feiner Auflösen)
- Auf diese Weise die Begriffe „Pixel“ und „Raster“ erarbeiten
- Erfahren wie Bilddaten von den kosmischen Objekten und Ereignissen gewonnen werden und welchen Beschränkungen sie unterliegen
- Die Anwendung von Techniken auf der Basis von Pixel und Rastern im Bereich der künstlerischen Darstellung erfahren und damit experimentieren.

Arbeitsformen / Approche méthodologique

- Präsentation von ESERO Luxembourg
- Vorstellung der Unterrichtsmaterialien welche de Lehrer(innen) von der ESA / ESERO Luxembourg zur Verfügung gestellt werden
- Erfahren des unabdinglichen Faktenwissens
- Miterleben der wesentlichen Unterrichtsschritte
- Durchführen der praktischen Tätigkeiten und Experimente als Gruppenarbeit
- Diskussion und Austausch.

Referent, Referentin / Formateur, formatrice

Jean-Pierre Schmit, inspecteur E.F.

Remarques / Anmerkung

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