Das Thema "Vulkanismus" - Konzeption, Durchführung und Evaluation einer mediator-basierten Schulstunde in einer achten Hauptschulklasse

Inhaltsverzeichnis

I Einleitung

II Allgemeine theoretische Grundlagen
1 Vulkanismus
1.1 Plattentektonik
1.2 Definition
1.3 Magma
1.4 Lava
1.4.1 Basaltische Laven
1.4.2 Rhyolithische Laven
1.4.3 Andesitische Laven
1.5 Vulkantypen
1.5.1 Schichtvulkane
1.5.2 Schildvulkan
1.5.3 Calderen
1.5.4 Plateaubasalte
1.5.5 Schlackenkegel
1.6 Vorkommen an aktiven Vulkanzonen
1.6.1 Vulkanismus an divergenten Plattengrenzen
1.6.2 Vulkanismus an konvergenten Plattengrenzen
1.6.3 Intraplatten-Vulkanismus
2 Neue Medien
2.1 Definition des Medienbegriffs
2.2 Kennzeichen Neuer Medien
2.2.1 Computerunterstützung
2.2.2 Multimedialität
2.2.3 Multicodalität
2.2.4 Multimodalität
2.2.5 Hypermedialität (Vernetzung)
2.2.6 Interaktivität
2.2.7 Offenheit
2.3 (Lern-) Software als ein Teil Neuer Medien
2.3.1 Sonderform Autorensysteme
2.3.2 Kontextfreie Anwendungsprogramme
2.3.3 Inhaltsgebundene Multimediaprogramme
2.3.4 Klassifizierung von Erdkundesoftware
2.4 Sind Neue Medien gleich Neue Medien?
3 Medienkompetenz
3.1 Medienkunde
3.2 Medienumgang
3.3 Medienkritik
3.4 Medienselbstbestimmung
3.5 Mediengestaltung
3.6 Medienkommunikation
4 Die Zielgruppenanalyse als Vorüberlegung zur Konzeption eines Lernprogramms
4.1 Soziodemographische Merkmale
4.2 Vorwissen
4.3 Lernmotivation
4.4 Lerndauer
4.5 Einstellungen und Erfahrungen

III Praxis
1 Mediator: Vorstellung und Klassifizierung
2 Didaktische Begründung der Konzeption und Evaluation
2.1 Zielgruppenanalyse
2.1.1 Soziodemographische Merkmale
2.1.2 Vorwissen
2.1.3 Lernmotivation
2.1.4 Lerndauer
2.1.5 Einstellungen und Erfahrungen
2.2 Definition der Lernziele
2.3 Umsetzung der Merkmale Neuer Medien in meinem
Lehrprogramm
2.3.1 Computerunterstützung
2.3.2 Multimedialität
2.3.3 Multimodalität
2.3.4 Multicodalität
2.3.5 Hypermedialität und Offenheit
2.3.6 Interaktivität
2.4 Weitere visuelle und akustische Elemente
2.4.1 Texte
2.4.2 Bilder
2.4.3 Tondokumente bzw. Klänge
2.4.4 Videos
2.5 Zusammenfassung und Klassifizierung
3 Ergebnisse der Lernstandserhebung
3.1 Auswertung des Tests im Hinblick auf die Lernziele
3.2 Auswertung des Tests im Hinblick auf Geschlecht und
Migrationsstatus

IV Resümee

V Literaturverzeichnis

VI Glossar

I Einleitung

Der Blick in ein Kinderzimmer lässt es heute erahnen. Ob Radio, Fernseher, Handy oder Computer, Neue Medien prägen die Lebenswelt sowohl von Kindern als auch Erwachsenen und bestimmen unser Leben in sämtlichen Bereichen. Sie sind eine notwendige Voraussetzung für viele Berufe, dienen als Kommunikationsmedium in Form von Internet und Email, rufen Angstgefühl beim Milleniumsjahreswechsel hervor und existieren sowohl als Informations- als auch Unterhaltungsmedium. Die Begegnungspunkte zwischen Mensch und Medium sind so allgegenwärtig und vielfältig, dass es zu konträren Einschätzungen wie auf der einen Seite „Medien als Segen“ sowie auf der anderen Seite „Medien als Fluch“ kommt („Neue Medien – Fluch oder Segen“ (Main-Post)). Hierüber kann ein mündiger Mensch nur urteilen, wenn er mit ihnen umzugehen versteht, entziehen kann er sich ihnen nicht.

Dabei nimmt die Bedeutung der Kenntnisse, die für die Bewältigung der durch die neuen Medien verursachten Informationsflut notwendig ist, ständig zu, so dass diese Kompetenz als Schlüsselqualifikation in den Schulen vermittelt werden soll. Die Schule muss also SchülerInnen qualifizieren, sich in einer durch Medien geprägten Welt zu orientieren und darin zu bestehen. Ein erster Schritt in diese Richtung bestand in der im April 1996 ins Leben gerufenen Initiative „Schulen ans Netz“, die durch eine Bestückung der Klassenräume mit Computern und deren Vernetzung im Internet eine „neue“ Medienerziehung ermöglichen sollte. Dabei zählt das Internet aber nur als ein Punkt auf dem großen Gebiet, das unter dem Namen „Neue Medien“ zum Einsatz kommen soll. Welche weiteren Formen es umfasst, welche Merkmale charakteristisch dafür sind und was dagegen „alte Medien“ sind, werde ich in meiner Arbeit beantworten.

Schließlich werde ich mich auf Computersoftware spezialisieren und zeigen, wie die Konzeption eines Lernprogrammes didaktisch und technisch zu rechtfertigen ist.

Dies werde ich am Beispiel einer Lernsoftware erläutern, die ich im Vorfeld dieser Arbeit zum Thema Vulkanismus entwickelt habe und in einer achten Hauptschulklasse der Baadenberger Hauptschule in Köln-Ehrenfeld bearbeiten ließ. Durch den Einsatz erhoffte ich mir einen Einblick in den Medienumgang, das Medienlernen und die Medienkompetenz der SchülerInnen zu gewinnen. Die Triebkraft für meine Untersuchung ergab sich aus meinen positiven Erwartungen an einen Lernprogrammeinsatz im Unterricht. Dabei gehe ich in meiner der Arbeit zugrunde liegenden Fragestellung davon aus, dass:

- computergestützter Unterricht sich positiv auf die Lernmotivation von Schülerinnen und Schülern auswirkt,
- die von mir ausgegebenen Lernziele von den SchülerInnen erreicht werden,
- die Klasse computergestützten Unterricht positiver als konventionelle Lehrstunden bewertet.

Ob und inwiefern sich diese Thesen erfüllen, werde ich in meiner Arbeit diskutieren und im Resümee beantworten.

Als roten Faden für meine Arbeit habe ich folgenden Aufbau gewählt, den ich kurz erläutern möchte:

Ich habe meine Arbeit in einen theoretischen und praktischen Teil getrennt. Zu Beginn sollen im theoretischen Teil unter Punkt II-1 die fachwissenschaftlichen Aspekte von Vulkanismus dargestellt werden, die die Grundlage für die Umsetzung in ein Lernprogramm und daher die Basis der Informationen bilden. Anschließend gehe ich in Punkt II-2 näher auf die Methodik meiner Unterrichtsstunde ein, nämlich die Umsetzung in eine Computereinheit. Dazu beschäftige ich mich zunächst mit den Neuen Medien, die dann allerdings im weiteren Verlauf der Analyse auf Lernsoftwaretypen eingegrenzt werden. Im Anschluss daran behandle ich mit der Untersuchung der Medienkompetenz in Punkt II-3 die didaktische Dimension Neuer Medien, die überhaupt erst den Einsatz im Unterricht rechtfertigt. Im abschließenden Punkt II-4 des theoretischen Teils stelle ich grundsätzliche Vorüberlegungen an, die der Konzeption eines Lernprogrammes vorausgehen.

Mit Punkt III-1 wende ich mich dann dem praktischen Teil meiner Arbeit zu. Hier greife ich das Autorensystem Mediator auf und stelle es kurz vor. Den größten Teil der Arbeit nimmt Punkt III-2 ein. Hier begründe ich konkret die Konzeption meines Lernprogrammes anhand einzelner Beispiele und lasse dessen Bewertung durch die SchülerInnen aus der Evaluation mit einfließen. Hierbei beziehe ich mich auf die im theoretischen Teil gewonnen Erkenntnisse. Der praktische Teil meiner Arbeit schließt mit Punkt III-3, worin die Ergebnisse der auf die Schulstunde folgenden Lernstandserhebung ausgewertet werden und untersucht wird, ob die angestrebten Lernziele von den SchülerInnen erreicht wurden.

Abschließend fasse ich die Arbeit in einem Resümee kurz zusammen und ziehe daraus meine Schlussfolgerungen.

II Allgemeine theoretische Grundlagen

1 Vulkanismus

Ein mit der Thematik des Vulkanismus untrennbar verbundener Bereich ist der der Plattentektonik, da erst durch diese die Vorgänge in der Lithosphäre (Erdkruste und Teil des Oberen Mantels) erklärt werden, die die Grundlage für die Entstehungstheorien von Vulkanen bilden.

Daher setze ich mich im ersten Schritt mit der Plattentektonik auseinander, bevor ich im weiteren Verlauf das Phänomen Vulkanismus einordnen werde.

1.1 Plattentektonik

Eine erste Vorstellung von Plattentektonik entwarf bereits 1915 der Meteorologe und Geowissenschaftler Alfred Wegener, der anhand der Küstenformen der Kontinente (in erster Linie Afrika und Südamerika) und deren Gesteinstypen sowie Fossilien Rückschlüsse auf eine durch Bewegung entstandene Trennung der Kontinente zog. Daher bezeichnete er seine Theorie auch als Theorie der Kontinentalverschiebung (vgl. Bauer et al. 2002: 20).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Die Indizien Wegeners (Bauer et al. 2002: 20)

Press und Siever nehmen dagegen an, dass sich nicht nur die Kontinente bewegen, sondern komplette Lithosphärenplatten, in die die Erdkruste zerbrochen ist und auf denen auch die Kontinente liegen (vgl. Press und Siever 2003: 19ff). Dies ist der entscheidende Unterschied zur Theorie Wegeners. Ahnert wiederum bezeichnet Platten als „Krustenbereiche einheitlicher Bewegungstendenz“ (Ahnert 1996: 50) und unterscheidet acht Groß- und ebensoviele Kleinplatten; die Anzahl der Platten variiert allerdings bei den Autoren insgesamt (Press und Siever: ca. 12 Großplatten; Schmincke: 9-16 Großplatten), was mit der unterschiedlichen Definition des Maßstabes für die Größeneinteilung von Platten zusammen hängt.

Allen gemeinsam ist aber, dass sie die Platten im Vergleich zur darunterliegenden Asthenosphäre, die aufgrund ihres teilweise geschmolzenen Zustandes als „eine Schicht innerhalb des oberen Mantels mit relativ hoher Beweglichkeit (Zepp 2002: 31)“ definiert wird, als weitgehend starre Gebilde verstehen. Diese Starrheit ist durch die Nähe zur Erdoberfläche und der damit verbundenen Abkühlung und Aushärtung bedingt, während die Asthenosphäre aufgrund des zum Erdinneren zunehmenden Temperaturgradienten sowie des relativ niedrigen Drucks teilweise aufgeschmolzen ist (wobei angemerkt werden muss, dass mit zunehmender Tiefe der Druck die Aufschmelzung verhindert).

In diesem Zusammenhang führt Rittmann an, dass auch die Lithosphäre ein „elastisch-viskoser Körper“ (Rittmann 1981: 298) sei, der sich keineswegs immer starr verhält (Näheres zu dieser Diskussion: Rittmann 1981: 298). Trotzdem gehe ich in den weiteren Ausführungen von „starren“ Platten aus, da man sie in Relation zu der plastischen Asthenosphäre sehen muss.

Bereits oben habe ich Wegeners Beobachtung von der Verschiebung der Kontinente erwähnt, wobei der genaue Antriebsmechanismus noch strittig ist. Die am weitesten verbreitete Theorie, die im Rahmen der Plattentektonik vorkommt, erklärt die Verschiebung der Platten an Hand von Konvektionsbewegungen. Press und Siever begründen sie folgendermaßen: Da der Erdkern bis zu 4600°C heiß ist (vgl. Bauer et al. 2002: 14), kommt es von dort aus zu einem „Wärmetransport, bei dem [im Erdmantel] heißes und damit weniger dichtes Material nach oben steigt und dichteres, kühleres Material nach unten sinkt“ (Press und Siever 2003: 20) und dabei die Platten passiv mittreibt. Diese Konvektionsströme lassen sich mit den Vorgängen in einer Lavalampe vergleichen und bilden innerhalb des Erdmantels einen Kreislauf. Andere Ansätze zur Plattenbewegung gehen dagegen von einer Bewegung durch nachfließende Lava an divergierenden Plattengrenzen (s.u.), dem sogenannten „ridge push“ bzw. von einem Nachziehen der Platte beim Eintauchen in den Erdmantel („slab pull“) aus (vgl. Bauer et al. 2002: 17).

Unabhängig von den unterschiedlichen Theorien aber werden die auf der Asthenosphäre schwimmenden Platten nur um wenige Zentimeter pro Jahr mitverschoben. Wenn man dieses Bewegungspotential auf die Zeit nach der Differenziation der Erde mit beginnender Bildung der Erdkruste (vor ca. 4,2 Mrd. Jahren) hochrechnet, haben die Platten bereits enorme Strecken zurückgelegt. Diese Bewegung der Kontinente über geologische Zeiträume hinweg wird Kontinentaldrift genannt. (vgl. Press und Siever 2003: 534). Bei den Plattenbewegungen kommt es dabei zu Auswirkungen an den Grenzen der Platten, die im Folgenden besprochen werden.

Bei der Verschiebung können sich die Platten auf drei verschiedene Arten beeinflussen:

1. Platten können auseinander driften (Divergierende Plattenränder)
2. Platten können aufeinander zu driften (Konvergierende Plattenränder)
3. Platten können aneinander vorbeigleiten (Konservative Plattenränder)

Unter einer divergierenden (oder konstruktiven) Plattengrenze versteht man eine Bruchstelle, die „durch eine zentrale Grabenstruktur, ein sogenanntes Rift [,] gekennzeichnet [ist]“ (Press und Siever 2003: 21) und typischerweise an ozeanischen Plattengrenzen vorkommt. Dabei treten Vulkanismus und Erdbeben auf, wobei sich der durch das Auseinanderdriften entstandene Zwischenraum mit basischem Material aus dem Oberen Mantel füllt, welches nach einiger Zeit erkaltet und neuen Ozeanboden beidseits des Rifts bildet. Dieser Vorgang wird als Seafloor-Spreading bezeichnet und konnte durch die magnetische Ausrichtung der entstandenen Gesteine nachgewiesen werden, die symmetrisch zur Riftzone verläuft (vgl. Vine und Mathews In: Bauer et al. 2002: 18). Als Beispiel gelten die mittelozeanischen Rücken, insbesondere der Mittelatlantische, der in Gestalt von Island sogar die Meeresoberfläche durchbricht.

Da die Lithosphärenplatten hierdurch an Größe gewinnen, die Erdoberfläche aber begrenzt ist, muss es auch Mechanismen geben, die die Größe der Platten stetig reduzieren.

Diese finden sich bei konvergierenden (bzw. destruktiven), also auf einander stoßenden Plattengrenzen. Dabei taucht in der Regel die aufgrund der Dichte des vorhandenen Gesteins spezifisch schwerere Platte (z.B. basaltischer ozeanischer Boden) unter die leichtere Platte ab (z.B. Platten mit kontinentalen Böden mit zunehmend intermediären bis sauren Gesteinen). Der Bereich, in dem dies geschieht, wird als Subduktionszone benannt, wobei es hier durch erhöhte Reibungswärme und zunehmende Temperatur zu einer Aufschmelzung der abtauchenden Kruste einschließlich der darauf vorhandenen Sedimente innerhalb des Erdmantels kommt. An diesen Subduktionszonen treten neben Vulkanismus, der später erläutert wird, auch Erdbeben, die Bildung von Tiefseegräben und die Genese von Gebirgen auf (vgl. hierzu auch Frisch und Meschede oder Press und Siever). Als Beispiel hierfür gilt die Subduktion der Nazca-Platte unter die südamerikanische mit dem damit verbundenen Auftreten von Subduktionszonenvulkanismus und Erdbeben, der Andenorogenese und der Bildung von Tiefseegräben westlich von Peru und Chile.

Die dritte Möglichkeit, wie sich Platten bewegen können, zeigen die konservativen Plattengrenzen bzw. Transformstörungen. Hierbei gleiten die Platten horizontal aneinander vorbei, ohne dass an diesen Stellen Lithosphäre entsteht oder eingeschmolzen wird. Als Beispiel für eine konservative Plattengrenze gilt die San-Andreas-Störung in Kalifornien, bei der die Nordamerikanische an der Pazifischen Platte vorbeigleitet. Diese Transformstörungen sind durch häufig auftretende Erdbeben gekennzeichnet und spielen für das Vorkommen von Vulkanen keine Rolle.

1.2 Definition

Hofbauer versteht unter einem Vulkan „eine Stelle, an der Material aus dem Inneren eines Planeten an die Oberfläche oder zumindest in ihre Nähe gelangt“ (Hofbauer 1999) und weist auf die unterschiedlichen Formen und charakteristischen Gesteine hin, die dabei entstehen können. Rittmann betont, dass für die Definition eines Vulkans keine magmatische Förderung vorhanden sein muss und daher bereits Gebilde als Vulkane gelten, die durch Dampfexplosionen entstehen (vgl. Rittmann 1981: 7).

Da aber an den meisten aktiven Vulkanen Material gefördert wird, werde ich nun Magma und das daraus entstehende vulkanische Gestein genauer analysieren.

1.3 Magma

Schmincke definiert Magma als „silikatische Gesteinsschmelzen“ (Schmincke 2000: 21), die durch „partielles Aufschmelzen von Gesteinen im Erdmantel“ (Schmincke 2000: 21) entstehen. Das Aufschmelzen der Gesteine hängt dabei von den Faktoren Druck, Temperatur und chemischer Zusammensetzung ab. Sobald sich die Temperatur erhöht (z.B. durch Absinken des Gesteins), sich der Druck erniedrigt (z.B. durch Hebung des Gesteins) oder sich das Magma chemisch ändert (z.B. durch Zufuhr von fluiden Phasen), kann das Gestein bzw. das Magma (weiter) aufschmelzen und durch die damit verbundene Dichtesenkung Richtung Erdkruste aufsteigen (vgl. Schmincke 2000: 25ff).

Da das Magma in seiner chemischen Zusammensetzung des SiO2-Anteils stark variiert, wird es in Folge dessen in drei Kategorien (basisch, intermediär und sauer) eingeteilt.

Folgende Abbildung soll dies verdeutlichen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Vulkanismus und Plattentektonik (Bauer et al. 2002: 25)

Es lässt sich erkennen, dass neben der extrusiven Förderung des Magmas, also Materials, dass die Erdoberfläche erreicht und Vulkanite wie u.a. Basalt (basisch), Andesit (intermediär) und Rhyolith (sauer) bildet, Magma beim Aufsteigen als Tiefengestein stecken bleiben kann. Zu dieser auch Plutonite genannten Gruppe gehören u.a. Gabbro (basisch), Diorit (intermediär) und Granit (sauer). Dabei sind Plutonite durch ein grobkörniges Gefüge gekennzeichnet, das durch eine langsame Abkühlung und einer damit einhergehenden langsamen Kristallisationsdifferenzierung zu erklären ist. Vulkanite dagegen sind durch die rasche Abkühlung an der Erdoberfläche in ihrer Kristallstruktur feinkörniger.

Solch eine Kristallisationsdifferenzierung findet auch in den Magmenkammern statt, die unter den Vulkanformen liegen. Zonierte Magmenkammern bilden sich bei der Intrusion, welche nach Ahnert „der Prozeß des Auf- und Eindringens von Magma in die Gesteine der oberen Kruste (vgl. Ahnert 1996: 59)“ ist. Hier können sich die Magmenbestandteile hinsichtlich ihrer Dichte sortieren, so dass bei einem Ausbruch zumeist die leichten Teile (z.B. Gase) zuerst eruptieren.

Im nächsten Kapitel wende ich mich nun dem Magma zu, das als Vulkanit die Erdoberfläche durchbricht.

1.4 Lava

Magma, welches an die Erdoberfläche gelangt, wird Lava genannt (vgl. Schmincke 2000: 21). Neben der namentlichen Differenzierung unterscheidet sich die Lava auch im Chemismus vom Magma, da sie bereits viel stärker entgast und daher ärmer an Substanzen ist (vgl. Ahnert 1996: 59).

Lava kann je nach ihrem Ausgangsgestein und der damit verbundenen chemischen Zusammensetzung sowie der Temperatur in unterschiedliche Typen unterteilt werden. So gliedern Press und Siever Lava ganz allgemein in (vgl. Press und Siever 2003: 107ff):

- Basaltische Laven
- Rhyolithische Laven
- Andesitische Laven

1.4.1 Basaltische Laven

Dieser Lavatyp ist aufgrund seines sehr geringen Kieselsäuregehalts und der hohen Temperatur (über 1000°C) besonders dünnflüssig. Dies lässt sich dadurch erklären, dass Silikate in Gesteinsschmelzen in der Regel in SiO4-Tetraedern bzw. SiO6-Oktaedern auftreten und sich über die äußeren Sauerstoffatome mit anderen Tetra- bzw. Oktaedern kovalent verbinden. Da dies eine relativ starke Bindung ist, kann sie nur schwer gelöst werden (vgl. Schmincke 2000: 35f). Für kieselsäurereiche Schmelzen bedeutet dies eine erhöhte Viskosität (Zähflüssigkeit), wogegen basaltische Laven mit relativ wenig SiO2 räumlich weit ausfließen können.

Press und Siever (vgl. Press und Siever 2003: 107ff) untergliedern die basaltischen Laven nochmals in

- Flutbasalte (bzw. Plateaubasalte), die linear an kontinentalen Spalten ausfließen und sich als „geringmächtige Decken“ stapeln können;
- Pillow-Laven (Kissenlaven), die meist an untermeerischen Riftzonen entstehen, wenn die austretende Lava durch das bedeckende Wasser schlagartig abgekühlt wird, so dass sich eine dünne Glashaut bildet, worunter die Schmelze aber noch viskos bleibt. Diese Laven besitzen einen „rundlichen bis elliptischen, sack- oder schlauchartigen Gesteinskörper von etwa 1 m Durchmesser (vgl. Press und Siever 2003: 108)“, der durch den hohen Druck der Wassersäule zusammengehalten wird. Diese Erscheinung kann auch bei Lava, die ins Meer fließt, auftauchen, wobei hier die kissenartigen Wülste aufgrund des nur gering vorhandenen Druckes meist aufplatzen und sogenannte Pillow-Brekzien formen;
- Pahoehoe- und Aa-Laven, die festländischen Ursprungs sind und hangabwärts fließen, wobei sie sich abkühlen und unterschiedliche Formen entwickeln. Dabei tritt Pahoehoe-Lava in erster Linie in der Nähe der Zentralschlote auf, da hier die Lava noch besonders heiß und daraus resultierend dünnflüssig ist. Dabei kommt es zu einer schnellen Abkühlung der Lavaoberfläche, was mit einer höheren Viskosität einhergeht, so dass eine starrere Schicht über dem Lavakörper liegt. Durch die Fließbewegung wird die Haut „in […] Fließrichtung zusammengedrückt und gefaltet.“ (Rittmann 1981: 110), so dass es zu seilartigen Ausprägungen kommt, die aber auch wieder zerreißen können. In weiterer Entfernung zum Zentralschlot oder wenn die Lava nicht sehr dünnflüssig ist, kann es zur Bildung von Aa-Laven kommen. „Die halberstarrte, ziemlich dicke Haut wird vom darunter fließenden Strom mitgeschleppt, ist jedoch nicht genügend fließfähig, um zu Seillava [Pahoehoe] verformt zu werden.“ (Rittmann 1981: 112) Daher bilden sich scharfkantige, raue Brocken und Klumpen, durch deren vergrößerte Oberfläche die Lava schneller entgasen kann und die sich langsam auf der noch teilviskosen Unterlage fortschieben.

1.4.2 Rhyolithische Laven

Eine saure Lava ist im Gegenteil zur basischen durch einen hohen Kieselsäureanteil gekennzeichnet. Hinzu kommt, dass ihr Schmelzpunkt niedriger liegt und somit die Laven, die die Erdoberfläche erreichen, weniger heiß sind. Beide Faktoren verleihen ihr somit eine hohe Viskosität, was sich in der gesenkten Fließfähigkeit und dem damit verbundenen mächtigen, knollig-rundlichen Aussehen der einzelnen Lagen bemerkbar macht. Rittmann führt in diesem Zusammenhang auch die verminderte Entgasungsfähigkeit der Lava an, die Einfluss auf die polygonalen Formen der Blöcke nimmt (vgl. Rittmann 1981: 112).

1.4.3 Andesitische Laven

Press und Siever bemerken zu intermediären Laven, dass deren Eigenschaften je nach Kieselsäuregehalt zwischen denen der basischen und der rhyolithischen Laven liegen (vgl. Press und Siever 2003: 108f).

1.5 Vulkantypen

Hofbauer unterscheidet bei den festländischen Vulkanen zwischen Einzel- und Großformen. Für letztere ist charakteristisch, dass sie „meist aus der Wirkung zahlreicher – oft auch unterschiedlicher – Einzelformen oder durch besonders lang anhaltende Tätigkeit einer Einzelform [entstehen].“ (Hofbauer 1999). Hierzu zählen Vulkanfelder sowie Schicht- und Schildvulkane und Plateaubasalte, auf die ich an anderer Stelle noch genauer eingehen werde.

Von den Einzelformen, die Rittmann durch ein Vulkanvolumen von unter 1 km³ charakterisiert (vgl. Rittmann 1981: 26) und zu denen Schlackenkegel, Maare, Krypto-Dome und Dome zu rechnen sind, werde ich mich nur mit den Schlackenkegeln als den am häufigsten vorkommenden Vulkankleinformen näher befassen.

Press und Siever gliedern die Vulkane nach ihrer Förderart. Stammen Lava und pyroklastisches Material aus einem einzelnen, zentralen Schlot (inklusive der Nebenkrater), werden sie als Zentraleruptionen bezeichnet, während bei einer Spalteneruption, bei der ausschließlich basaltische Lava vorkommt, die Lava linear an einem Riss der Erdkruste gefördert wird (vgl. Press und Siever 2003: 112ff).

1.5.1 Schichtvulkane

Das primäre Kennzeichen von Schicht- oder Stratovulkanen ist nach Goudie der abwechselnde Aufbau aus Lava und Lockermassen (vgl. Goudie 2002: 298) um einen Zentralschlot. Ahnert merkt an, dass die Schichten nicht symmetrisch die Ausbruchstelle umlagern, da die Verteilung der Lava und Pyroklastika stark durch Faktoren wie Hangneigung oder Windrichtung beeinflusst werden (vgl. Ahnert 1996: 61ff). Aufgrund der vermehrten Förderung von rhyolithischer und andesitischer Laven und der damit verbundenen höheren Viskosität sind die Hänge steiler als bei anderen Vulkantypen (Stratovulkane können aber auch basaltische Laven eruptieren).

Die Entstehung der einzelnen Schichten wird von Rittmann folgendermaßen erklärt: Wegen der hohen Viskosität sind die Schlote der Vulkane oft durch dort erstarrte Intrusivgesteine verstopft, die ein Ausfließen des Magmas verhindern und die Vulkane in einer Ruhephase erscheinen lassen. Durch die fehlende Entgasung kommt es in der Magmenkammer zu einem Druckanstieg, der sich, wenn er den Gegendruck des Intrusivkörpers oder der weniger kompakten umgebenden Gesteine übersteigt, in einem Dampfausbruch explosionsartig entlädt, wobei das angrenzende Gestein und Teile des flüssigen Magmas fragmentiert werden (vgl. Rittmann 1981: 16ff). Nach Press und Siever wird bei dieser vulkanogenen Fragmentierung zwischen Pyroklastika einerseits (Lavafragmentierung) und Lithoklastika andererseits (überlagernde Gesteinsfragmentierung) differenziert (vgl. Press und Siever 2003: 109f).

Bei einem Ausbruch eines Schichtvulkans werden im Wechsel und abhängig von der Intensität der Eruption Pyroklastika und Lava gefördert, die sich um den Ausbruchskrater ablagern und die jeweils aufliegende Schicht überdecken. Eine gefährliche Folge der ascheartigen Ablagerungen, die sich auch als Tuffe verfestigen können (vgl. Ahnert 1996: 60), sind pyroklastischen Ströme und Lahare, die durch Wassersättigung der Pyroklastika entstehen und als Schlamm- und Schuttströme in hoher Geschwindigkeit talwärts fließen (vgl. Press und Siever 2003: 111). Detaillierte Informationen hierzu finden sich z.B. bei Schmincke (2000: 196).

Neben der Schichtung nennen Press und Siever noch ein weiteres Merkmal eines Schichtvulkans, nämlich den Krater. Hierunter verstehen sie eine „sich unmittelbar über dem Förderschlot normalerweise [befindliche] […] schüsselförmige Einsenkung“ (Press und Siever 2003: 114), die entstehungsgeschichtlich gesehen den oberen Teil des Schlotes darstellt und durch ein Absinken der Lava innerhalb des Schlotes einen rundlichen Rand zurücklässt. Aufgrund der Schwächelinien im umgebenden Gestein und der damit verbundenen Möglichkeit eines Ausbruchs an diesen Stellen besitzen Schichtvulkane in der Regel neben dem Zentralkrater noch weitere Nebenkrater.

1.5.2 Schildvulkan

Genau wie die Schichtvulkane gehören auch die Schildvulkane zu den zentraleruptiven Typen. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden liegt in ihrem Förderprodukt. Während Schichtvulkane sowohl rhyolithische als auch andesitische Laven fördern, eruptieren Schildvulkane ausschließlich basaltische Lava. Da diese relativ kieselsäurearm und daher sehr dünnflüssig ist (siehe S. 12), kann die Lava relativ weit vom Zentralschlot ausfließen und sich großflächig verbreiten (vgl. Press und Siever 2003: 112). Dabei können Schildvulkane ebenfalls geschichtet sein, wobei deren Schichtung aus zahlreichen erkalteten Lavaströmen besteht, die sich als Decken ablagern. Aufgrund der geringen Viskosität nehmen diese Vulkane im Laufe ihrer Ausbrüche eine schildförmige Gestalt an, die namensgebend ist und Böschungswinkel von nur maximal 3-8° aufweist (vgl. Rittmann 1981: 13ff).

1.5.3 Calderen

Sowohl Schicht- als auch Schildvulkane können in ihrem Lebenszyklus Calderen ausbilden. Schmincke vergleicht sie von der Form her mit Kratern, von denen sie sich aber in ihrem Maßstab unterscheiden (Krater: bis maximal Hunderte von Metern, Calderen: bis zu Zehnern von Kilometern). Er erklärt ihre Entstehung durch eine (fast) vollständige Entleerung einer nahe unter der Erdoberfläche liegenden Magmenkammer, deren Decke dann aufgrund ihres Gewichtes einbricht. Diese Stelle wird als Einbruchscaldera bezeichnet (vgl. Schmincke 2000: 130ff). Press und Siever merken hierzu an, dass dies aber nicht das Endstadium eines Vulkans sein muss. So kann in bereits eingestürzte Magmenkammern „erneut frisches Magma eindringen und dabei den Boden der Caldera wieder aufwölben.“ (Press und Siever 2003: 114) In diesem Zusammenhang spricht man von einer resurgenten Caldera. Neben den Einbruchscalderen können sich bei Schichtvulkanen auch Explosionscalderen bilden, die durch eine hohe Sprengkraft der Eruption entstehen und „die Maße gewöhnlicher Krater weit [überschreiten].“ (Ahnert 1996: 65)

1.5.4 Plateaubasalte

Der letzte Vulkantyp, den ich im Rahmen der Großformen besprechen werde, sind die Plateaubasalte. Sie gehören zu der Gruppe der Spalteneruptionen, d.h. die Lava fließt nicht an einer zentralen Stelle, sondern linear an einer Spalte aus (vgl. Press und Siever 2003: 118ff). Hierzu zählen auch die mittelozeanischen Rücken, die subozeanische Basaltdecken zumeist in Pillow-Lavenform (siehe S. 13) fördern und „zwei- bis dreimal mehr Magma […] als alle kontinentalen Vulkane zusammen [eruptieren].“ (Rittmann 1981: 13) Daher kommt Rittmann zu dem Schluss, dass der irdische Vulkanismus eher effusiv denn explosiv ist.

Auf dem Festland sind Plateau- oder Flutbasalte mit der Förderung von basaltischen Laven den Schildvulkanen vergleichbar. Doch aufgrund der dezentralen Förderung entlang von Spalten und dem damit verbundenen stark erhöhten Fördervolumen kann die Lava ganze Landschaften überfließen und ebene Lavadecken bilden, die „mehrere 10er Meter Mächtigkeit“ (Hofbauer 1999) erreichen. Rittmann spricht sogar von bis zu 120m hohen Lavadecken des Columbia River Plateaus (vgl. Rittmann 1981: 11).

1.5.5 Schlackenkegel

Schlacken- oder Aschenkegel sind nach Hofbauer die auf den Kontinenten „am häufigsten auftretende Vulkanform“ (Hofbauer 1999), weswegen ich sie hier genauer erläutern werde. Für Zepp ist ihr charakteristisches Merkmal der Aufbau durch ausschließlich pyroklastische Gesteine, die anders als bei den Schichtvulkanen nicht durch Lavendecken effusiv überströmt werden (vgl. Zepp 2002: 233). Dabei entstehen Schlackenkegel „meist innerhalb weniger Wochen und Monate“ (Schmincke 2000: 122) und bleiben weit hinter dem Volumen der Großformen zurück (siehe S. 14). Ihre konkave Form wird durch einen maximalen Böschungswinkel von 30-35° bestimmt, der die pyroklastischen Gesteine in einem stabilen Zustand hält, ohne dass sie hangabwärts rutschen (vgl. Press und Siever 2003: 113). Dabei werden die Materialien bereits beim Ausbruch derart sortiert, dass grobe Fragmente einen Wall um den Schlot bilden („Ringwall“ bei Rittmann 1981: 27) bzw. ihn verstopfen und die leichteren Teile weiter vom dem Schlot wegtransportiert werden können.

Im letzten Schritt werde ich nun auf die Verteilung der Vulkane auf der Erde eingehen, die stark mit der Plattentektonik in Beziehung steht.

1.6 Vorkommen an aktiven Vulkanzonen

In der folgenden Tabelle (Meyers Lexikonredaktion 1996: 27) ist die geographische Verbreitung der aktiven Vulkane der Erde aufgelistet. Sie ist insofern noch unvollständig, als hier nur die Vulkangroßformen ohne die mittelozeanischen Rücken aufgezählt werden. Diese gehören aber, wie bereits weiter oben definiert, ebenfalls zu den Vulkanen. Nachfolgend habe ich auf der Grundlage einer Abbildung von Press und Siever die Verteilung der Vulkane auf einer Landkarte dargestellt. Dabei wird ersichtlich, dass die Vulkane auf der Erde ungleichmäßig verteilt sind (Atlantische Erdhälfte: 113 Vulkane vs. Pazifische Erdhälfte: 424 Vulkane).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Verteilung der Vulkane nach Regionen (verändert nach Meyers Lexikonredaktion 1996: 27)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Verteilung der Vulkane auf der Erde (verändert nach Press und Siever 2003:123)

In erster Linie konzentrieren sich die Vulkane an den konvergenten Plattenrändern des Pazifiks, weshalb von einem „zirkumpazifischen Gürtel“ oder „Feuerring“ gesprochen wird (vgl. Press und Siever 2003: 122). Bei den divergierenden Plattengrenzen finden sich dagegen vulkanisch aktive Spalteneruptionen.

Beide Bereiche werde ich noch einmal kurz im Zusammenhang mit dem damit verbundenen Vulkanismus ansprechen.

1.6.1 Vulkanismus an divergenten Plattengrenzen

Wie bereits im Kapitel Plattentektonik beschrieben, fördern die Spalten an divergierenden Plattengrenzen ein hohes Volumen an Magma aus der Asthenosphäre, welches zu Seafloor-Spreading führt (vgl. Press und Siever 2003: 535f). Diese Art des Vulkanismus dominiert auf der atlantischen Erdhälfte, wodurch hier ein ausgeprägter Mittelatlantischen Rücken anzufinden ist, der bei Island sogar die Meeresoberfläche durchbricht. Press und Siever erwähnen in diesem Zusammenhang, dass durch die hohe Produktion basaltischer Laven an diesen Riftzonen und der damit verbundenen zwanghaften Abschmelzung der Erdkruste an anderer Stelle die Erdoberfläche nirgends älter als 200 Millionen Jahre ist (vgl. Press und Siever 2003: 125).

1.6.2 Vulkanismus an konvergenten Plattengrenzen

Beim Blick auf die Abbildung fällt auf, dass sich die meisten Vulkangroßformen in parallelen Ketten hinter den konvergierenden Plattengrenzen befinden. Dabei handelt es sich in der Regel um Schichtvulkane, die aus intermediärer bis saurer Lava aufgebaut sind. Diese Laven und Vulkane entstehen an den Subduktionszonen, wenn Magma durch das Abschmelzen der subduzierten Platte im Erdmantel aufsteigt. Dieses Aufsteigen wird noch durch auf der Platte eingeschlossene Wasseranteile beschleunigt, da die fluiden Phasen die Schmelztemperatur des Magmengemisches und somit dessen Dichte herabsetzen. Die chemischen Bestandteile für eine intermediär bis saure Lava stammen beim kontinentalen Teil einer Platte aus dem Gesteinskörper (kontinentale Platten enthalten viele Andesite und Rhyolithe), während sie bei einer ozeanischen Platte aus der auf den Basalten abgelagerten Sedimentdecke kommen, die mit aufgeschmolzen wird. Zusätzlich „können aus dem Mantel aufsteigende Magmen in die sich darüber schiebende Platte eindringen und deren saure Kruste partiell aufschmelzen.“ (Press und Siever 2003: 125)

1.6.3 Intraplatten-Vulkanismus

Neben diesen beiden Bereichen vulkanischer Tätigkeit, die für eine enge Abhängigkeit zwischen Plattengrenzen und Vulkanismus sprechen (vgl. Press und Siever 2003: 21ff), kann man aber auch Vulkane innerhalb von Platten finden, wie z.B. auf Hawaii. Diese lassen sich nach Rittmann dadurch erklären, dass bei sogenannten „mantle plumes“ heiße Schmelzen aus dem Unteren Mantel aufsteigen und im Oberen Mantel an der Unterseite der Erdkruste autochthone „Hot Spots“ bilden (vgl. Rittmann 1981: 299f), „über die die starren Platten der Lithosphäre hinweggleiten.“ (Rittmann 1981: 300). Dabei kann es zum Durchbruch des Magmas durch die Erdkruste und damit verbundenen Ausbrüchen kommen, die im Falle von Hawaii den Vulkan über den Meeresspiegel anwachsen lassen. Wenn sich der Vulkan vom Hot Spot entfernt, kann er durch Erosion (vgl. Schmincke 2000: 81f) oder das Absenken des Meeresbodens (vgl. Bauer et al. 2002: 23) wieder im Meer versinken. Die Theorie der Hot Spots ist nach Schmincke noch relativ umstritten, da andere Intraplattenvulkane nicht genau in dieses Schema passen. Für diese Diskussion möchte ich aber auf die Fachliteratur verweisen (vgl. Schmincke 2000: 81f).

Nach der Darstellung der fachwissenschaftlichen Grundlagen für den Einsatz in meinem Lernprogramm werde ich mich nun der Thematik der Lernsoftware nähern, da diese die Methodik für die Vermittlung des Themas Vulkanismus darstellt.

Um Lernprogramme, die eine spezialisierte Medienform repräsentieren, zu verstehen, bedarf es ihrer Einordnung in den Kontext der Neuen Medien. Daher werde ich zuerst die Klasse der Neuen Medien definieren und zeigen, durch welche Eigenschaften sie sich von anderen Medienformen abgrenzen, um anschließend Software innerhalb der Neuen Medien genauer zu beleuchten und Lernsoftware darin zu klassifizieren.

2 Neue Medien

2.1 Definition des Medienbegriffs

In einem ersten Schritt werde ich beschreiben, was unter Medien im Allgemeinen verstanden wird, um sie anschließend in Neue und Traditionelle unterteilen zu können. Gerhard Tulodziecki definiert das aus dem lateinisch stammende Wort Medium, welches mit „Mitte“, aber auch „Mittler“ übersetzt werden kann (vgl. Stadtfeld 2004:29) als ein „Hilfsmittel, bei dem Informationen […] präsentiert werden“ (Tulodziecki In: Busse 2002: 4). Nach Sacher sind Medien nicht nur Informationsvermittler, sondern „das Fluidum, in dem wir uns bewegen und indem wir leben.“ (Sacher 2000: 11) So gelten für ihn neben der Sprache und der Schrift alle Kulturgüter und -errungenschaften als Medien, da sie menschliches Leben ausdrücken und vermitteln (vgl. Sacher 2000: 11).

So weitläufig dieser erste Ansatz auch ist, so kann er uns doch bewusst machen, dass Medien ganz zentrale Bestandteile menschlichen Lebens sind und dass „wir [Menschen] gar nicht die Wahl [haben], Medien zu ‚konsumieren‘ oder nicht.“ (Sacher 2000: 11) Dieser Gedanke spielt eine Rolle, wenn ich mich im Kapitel der Diskussion um die Vermittlung von Medienkompetenz in der Schule zuwende (siehe S. 41).

Vorher werde ich aber den Begriff der Medien stärker eingrenzen. Ein erster Vorschlag stammt von Sacher, der Medien im engeren Sinne als „symbolische Darstellungen“ bezeichnet, also u.a. Sprachgebilde, Texte und Zeichnungen (vgl. Sacher 2000: 11).

Maier bringt erstmals die Unterscheidung in klassische und neue Medien in die Diskussion ein, wobei er Medien, die mit dem Computer zusammenhängen, also eine „technologische Basis“ (Brünken und Leutner 2000: 8) besitzen, den Neuen Medien zuschreibt (vgl. Maier 2001: 19ff). Er wird hierbei in seiner Unterteilung vom Landesinstitut für Schule und Weiterbildung NRW unterstützt, die Neue Medien dadurch abzugrenzen, „dass ein Computer vorhanden sein muss, um [die Medien] ‚lesen‘, ‚abspielen‘, ‚nutzen‘, d.h. mit ihnen ‚arbeiten‘ [zu] können.“ (Landesinstitut für Schule und Weiterbildung 1999: 9) Dem gegenüber stehen die klassischen oder traditionellen Medien, also Medien, für deren Vermittlung man keinen Computer benötigt. Dies sind u.a. Bücher, Hör- und Tonmedien, Dias und Filme (vgl. ebd. 1999: 9).

Es ließe sich nun die Frage stellen, ob ein Text, also ein traditionelles Medium, der an einem Computer präsentiert wird, sich dadurch zu einem Neuen Medium wandelt. Durch eine Präzisierung der Definition Neuer Medien kann gezeigt werden, dass allein die Nutzung eines PCs noch kein hinreichendes Merkmal für die Klassifizierung als „Neue Medien“ darstellt.

2.2 Kennzeichen Neuer Medien

Stadtfeld bietet eine solche erweiterte Definition an. Er wählt dabei drei Kriterien aus, mit deren Hilfe er „Neue Medien“ spezifiziert. So sollen diese multimedial, hypermedial und interaktiv sein (vgl. Stadtfeld 2004: 35ff). Diese Kennzeichen stellen den Mittelpunkt der Diskussion über Neue Medien dar, die in sämtlichen Charakterisierungen, auch wenn sie sich in einigen Punkten voneinander unterscheiden können, das Grundgerüst der Definition Neuer Medien bilden.

So findet man dieses Triplett auch bei Rüschoff und Wolff, die die Definition noch um den Begriff der digitalen Codierung des Mediums erweitern (vgl. Rüschoff und Wolff 1999: 54). Dem schließen sich Bartel et al. an und fügen noch die Merkmale Multimodalität und Multicodalität hinzu (vgl. Bartel et al. 2003: 14f). Ihr Entwurf ist sehr eng an die Begrifflichkeit der Multimedialität geknüpft. Einen weiteren Aspekt bringt Sacher mit dem Kriterium der Offenheit Neuer Medien ins Spiel (vgl. Sacher 2000: 100ff).

In der folgenden Abbildung habe ich die wesentlichen Kennzeichen Neuer Medien in Anlehnung an Bartel et al. noch einmal herausgestellt. Anschließend werde ich sie näher erläutern.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Merkmale Neuer Medien (eigener Entwurf)

2.2.1 Computerunterstützung

Dieses Merkmal, das bereits bei den ersten Definitionen zu Beginn des Kapitels „Neuen Medien“ erwähnt wurde (siehe S. 22), wird bei aktuelleren Definitionen (wahrscheinlich auf Grund seiner Offensichtlichkeit) weggelassen. Dabei bietet überhaupt erst die digitale Umsetzung „traditioneller“ Medien auf dem Computer die Möglichkeit, „neue Medien“ mit den im Folgenden aufgeführten Kennzeichen zu erstellen. Dies sieht auch Bauer so, der traditionelle Medien von Neuen Medien durch zwei Kriterien abgrenzt. Auf der einen Seite besitzen die Informationsträger der traditionellen Medien unterschiedliche Formate, wie z.B. Papier, Karton, Kunststoff oder Magnetbänder, wogegen Neuen Medien als Träger der Computer gemein ist. Das zweite Argument zur Abgrenzung liegt darin, dass traditionelle Medien meist in analoger Form vorliegen, also eine ganz unterschiedliche Codierung haben und sich deshalb nur schwer miteinander verbinden lassen (vgl. Bauer In: Busse 2002: 14).

2.2.2 Multimedialität

Weidemann definiert Multimedia als „Medien, die auf verschiedene Technologien verteilt sind, aber integriert präsentiert werden.“ (Weidemann In: Stadtfeld 2004: 37) Dabei spielt die Integration in ein neues Medium eine hervorzuhebende Rolle. So ist z.B. bei den traditionellen Medien die Integration eines Tondokuments in eine Overheadfolie nur schwer vorstellbar. Durch den binären Code und der damit verbundenen Möglichkeit, Informationen jeglicher Art (Töne, Grafiken, Videos, Texte etc.) digital verarbeiten zu können, bieten sich bei den Neuen Medien Vernetzungsmöglichkeiten an. So werden innerhalb der Neuen Medien ehemals separate Informationen problemlos miteinander verknüpft. Bartel et al. bezeichnen dies als Verschwinden der klassischen Trennlinien zwischen den Medien (vgl. Bartel et al. 2003: 14f). Wird nun sowohl das Kriterium der Digitalität als auch das der Computerträgerschaft erfüllt, spricht man von Neuen Medien im multimedialen Sinne. Ayre et al. fassen Multimedia folgendermaßen zusammen: „To appreciate the true potential of multimedia, it is perhaps most useful to reserve the term for computerbased programming which combines at least three of: text, data, audio, graphics, still pictures, animation, moving pictures.“ (Ayre et al. In: Busse 2002: 17)

Schulmeister legt bereits hier auf die Relevanz der Interaktivität Wert, da er Multimedia als eine „interaktive Form des Umgangs mit [symbolischem] Wissen in einer computergestützten Interaktion“ (Schulmeister 1996: 18) beschreibt. Ich werde Interaktion als eins der drei wesentlichen Kennzeichen von Neuen Medien später in einem separaten Punkt erläutern.

Bei einigen Autoren (vgl. u.a. Bartel et al. 2003: 14f, Stadtfeld 2004: 37f, Reinmann 2005: 81f oder Sacher 2001: 91ff) wird Multimedialität durch die Begriffe der Multicodalität und Multimodalität erweitert.

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