Astronomisches Praktikum in der Schule - AM BRG Kepler

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Seit jeher übt der gestirnte Himmel und der Lauf von Sonne, Mond und Planeten eine Faszination auf die Menschen aus. Dieser Faszination kann sich kaum jemand entziehen, der sich mehr mit der Natur und ihren Erscheinungen auseinandersetzt. So kann es durchaus als Krankheit unserer modernen Zeit gesehen werden, daß der Großteil der Bevölkerung keine offenen Augen mehr für die Schönheiten der Natur hat. Was einen guten Naturwissenschafter auszeichnet, ist die besondere Begabung des geduldigen und aufmerksamen Beobachtens. Hier eignet sich gerade die Astronomie sehr gut, um die Jugend wieder mehr in dieser Hinsicht zu schulen. Vor allem die Welt der jungen Menschen ist ja sehr schnelllebig, geprägt von Musik, Fernsehen, Werbung usw. Da kann natürlich so etwas Unscheinbares wie z. B. eine partielle Sonnenfinsternis keine Aufmerksamkeit erwecken. Deshalb sollte ein Ziel des Astronomieunterrichtes sein, die Augen der Schüler wieder mehr auf solche unscheinbaren aber immerhin doch kosmischen Erscheinungen zu lenken. So soll es einem Menschen doch auffallen, wie hell die Venus zur Zeit als Abendstern strahlt (und kein UFO ist), wie nahe Jupiter heute abend beim Mond steht, morgen aber doch schon deutlich weiter entfernt ist usw. Kann man in der Schule ein Verständnis für diese Phänomene vermitteln, so wird doch bei einigen das Interesse für weitere astronomische Erscheinungen geweckt. In weiterer Folge bekommt der Schüler eine Vorstellung vom Aufbau des Kosmos und von der Stellung des Menschen im Weltall. Damit hat die Astronomie auch eine Bedeutung für den Religions- und Philosophieunterricht. So hat zum Beispiel der große Philosoph Immanuel Kant in seinem Buch "Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels" seine Theorie über die Entstehung unseres Planetensystems veröffentlicht. Viele bedeutende Literaten und Philosophen haben sich durch die Faszination des nächtlichen Himmels zu wichtigen Arbeiten inspirieren lassen. Vielleicht erscheint es dann doch reizvoll, zumindest einige Sternbilder am nächtlichen Firmament ausmachen zu können oder an einem Abend im Spätherbst einen Blick durch den Feldstecher auf die über 2 Millionen Lichtjahre entfernte Andromeda-Galaxie zu werfen. Gerade jetzt macht die Wissenschaft gewaltige Fortschritte, was die Gewinnung neuer Erkenntnisse über die Abläufe im Weltall betrifft. Dabei gibt es so spannende Themen wie einen bemannten Flug zum Mars oder die Entdeckung ferner Planetensysteme. Aufgabe des Physiklehrers sollte es also sein, die Schüler für die Astronomie zu begeistern. Denn der derzeitige Wissensstand in der Bevölkerung über Astronomie muss als katastrophal bezeichnet werden. Das Ergebnis einer Umfrage unter Besuchern des Berliner Zeiss-Großplanetariums soll hier kurz angeführt werden.(Zeitschrift Sterne und Weltraum, Ausgabe 8-9/98) Es ging darum, die 3 folgenden Aussagen mit richtig oder falsch zu beurteilen: a) "Der Polarstern ist der hellste Stern des Himmels" b) "Kometen sind kleine Gesteinsbrocken, die in der Erdatmosphäre verglühen." c) "Den Mars kann man von der Erde aus mit bloßem Auge sehen." Diese Aussagen sind so gewählt, dass ihre richtige oder falsche Beurteilung repräsentativ für einen weiten Bereich astronomischer Kenntnisse ist. a) wurde von 65 % als richtig beurteilt, b) fanden 64,3 % als wahr und c) wurde nur von 35,7 % als richtig angesehen. Nebenbei sei noch erwähnt, dass 20,5 % davon überzeugt sind, dass die Astronomie Horoskope erstellt. Als weiterer Faktor ist noch zu berücksichtigen, dass Planetariumsbesucher zum überwiegenden Teil Personen sind, die für astronomische Informationen offen sind. Weiters lag der Altersschnitt bei nur 31 Jahren. Fast 1/3 waren Akademiker. Deshalb ist durchaus der Schluss zugelassen, dass eine Straßenbefragung noch schlechtere Ergebnisse geliefert hätte. Dass es in Anbetracht dieser Fakten notwendig ist, zumindest das Interesse für die Astronomie bei den jungen Menschen zu steigern, liegt klar auf der Hand. Ich musste feststellen, dass selbst viele Physikstudenten nicht wissen, wie die Mondphasen zustande kommen. Es fehlen oft nur die Anstöße, um über solch scheinbar einfache Fragen kurz nachzudenken. Es steht außer Diskussion, dass die Jugend in den Schulen mit einer sehr großen Fülle an Unterrichtsstoff konfrontiert wird, der von den jungen Leuten sehr viel abverlangt. Deshalb soll es im Astronomieunterricht nicht noch zu einem zusätzlichen schweren Bombardement mit komplizierten Formeln und Fakten kommen. Denn dadurch wird man in den Schülern wohl kaum das Interesse an der 2
Astronomie wecken können. Das Befassen mit den Phänomenen des Weltalls soll den Schülern Freude bereiten. Sie sollen so viel wie möglich selbst arbeiten und selbst entdecken. Dadurch prägt sich das erhaltene Wissen besser ein und bleibt länger erhalten. Was nützt es, schwierige Formeln auswendig zu lernen, die sehr bald wieder vergessen werden. Die Faszination, die ja von allen Naturwissenschaften ausgeht, war ja schon immer das Entdecken von Neuem und das Verstehen von Phänomenen aller Art. Es war ja der viel zitierte Entdeckergeist, der Galilei zur Verwendung eines Fernrohres zur Erforschung des Himmels motivierte. Und genau diese Möglichkeit des eigenen Entdeckens soll den Schülern nahe gelegt werden. Es ist im Unterricht möglich, den historischen Verlauf der vielen Entdeckungen und Weiterentwicklungen in der Astronomie sozusagen noch einmal selbst zu erleben. Man beginnt bei der antiken Beobachtung (z. B. Untersuchung des Sonnenlaufs mit einem Schattenstab) und endet bei der theoriebeladenen modernen Astrophysik (z. B. Behandlung von schwarzen Löchern). Es geht also um eine nachvollziehbare Darstellung der wissenschaftlichen Forschungsmethoden und nicht um eine bloße Schilderung von Ergebnissen. Dadurch kann es gelingen, den Schülern die Astronomie als faszinierendes Abenteuer zu präsentieren. Davon kann der gesamte Physikunterricht profitieren. Es ist bereits als schöner Erfolg anzusehen, wenn ein Schulabgänger hin und wieder freiwillig eine populärwissenschaftliche Zeitschrift liest oder sich selbst bei Gelegenheit die Frage stellt: ..Welcher Stern ist denn das?" Um dieses Ziel zu erreichen, ist es sinnvoll, in der Schule astronomische Messungen durchzuführen. Durch deren Auswertung kann sich der Schüler sein astronomisches Weltbildselbst erarbeiten. Bei diesen Messungen kommt es nicht auf eine möglichst hohe absolute Genauigkeit an, sondern der Schüler soll nach seinen Möglichkeiten genau arbeiten. Zu hoher Rechenaufwand und mathematische Spitzfindigkeiten sollen vermieden werden. Sie erschweren nur die Erreichung des gewünschten Zieles. Astronomie wird oft als High-Tech-Wissenschaft angesehen, die dem Normalbürger unzugänglich ist. Genau das Gegenteil soll den Schülern nahe gelegt werden. Es ruft ja meistens schon Verblüffung hervor, dass der helle Stern am Morgenhimmel unser Nachbarplanet Venus ist, oder dass man bereits im Feldstecher die vier großen Jupitermonde erkennen kann. Durch bewusste Beobachtung rücken ferne Himmelsobjekte in fast greifbare Nähe. Ausgerüstet mit einem Feldstecher oder einem kleinen Teleskop kann jeder selbst am nächtlichen Himmel auf Entdeckungsreise gehen. Es soll in diesem Zusammenhang erwähnt werden, dass auch heute noch ein Großteil der neuen Kometen von Hobbyastronomen mit relativ kleinen Fernrohren gefunden werden. All diese Kometen tragen nun die Namen von Amateuren, die sich in ihrer Freizeit mit Astronomie beschäftigen. Ernsthafte Hobbyastronomen können in Bereichen wie Beobachtung von veränderlichen Sternen, Meteorströmen, Sternbedeckungen und eben Kometen eng mit professionellen Astronomen zusammenarbeiten. In welcher Wissenschaft ist das heute sonst noch möglich? Ein weiteres wichtiges Argument für die stärkere Einbindung der Astronomie in den Schulunterrricht ist ihre fächerübergreifende Eigenschaft. Sie ist hervorragend dazu geeignet zu demonstrieren, wie wichtig interdisziplinäres Arbeiten in der Wissenschaft ist. Der enge Zusammenhang zwischen Astronomie, Physik (viele Spezialgebiete wie Atom-, Plasma-, Festkörperphysik, Relativitätstheorie, Quantenmechanik, Optik, usw.) und Mathematik ist einleuchtend. Weiters findet man im Weltraum extreme, im Labor nicht zu realisierende Bedingungen vor. Darunter fallen Temperatur, Druck, Strahlungsintensitäten usw. Aber auch für Chemiker und Biologen wird der Weltraum immer interessanter. Die Entdeckung von Glyzin und ähnlich komplexen Molekülen in der Molekülwolke Sgr B2 (Zeitschrift Sterne und Weltraum, Ausgabe 10/94) ist ein Beispiel dafür. Das berühmte Fußballmolekül C60 wurde ja im Weltall gefunden (Zeitschrift Sterne und Weltraum, Ausgabe 12/91) und wird heute bereits, wegen vieler technischer Anwendungsmöglichkeiten, in Massenproduktion hergestellt. Auch die Frage nach der Entstehung von Leben auf der Erde kann vielleicht im All ihre Antwort haben. Fächerübergreifendes Zusammenarbeiten mit Mathematik, Physik und Chemie bietet sich also an. Die astronomische Forschung im Verbund mit anderen Disziplinen ist durchaus auch anwendungsorientiert. Das Gegenteil wird ja der Astronomie oft vorgeworfen. Man denke nur an Zeit- und Ortsbestimmungen, Spektroskopie, Photometrie und die Raumfahrt. 3
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Seite 5 und 6: Satelliteneinsatz betrieben werden
Seite 7 und 8: Natürlich war es vorerst notwendig
Seite 9 und 10: immer wieder von Hand in die Mitte

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