Temperaturzonen der Erde. Wechselbeziehungen zwischen Klima und Vegetation zuordnen (8. Klasse Realschule Erdkunde)

Inhaltsverzeichnis

1. Sachanalyse

2. Didaktische Reflexion
2.1. Einordnung in den Bildungsplan ´04
2.2. Bildungsstandards im Fach Geographie
2.3. Einbettung der Stunde in die Unterrichtseinheit
2.4. Bedeutung des Themas für die Schüler/innen
2.5. Exemplarität und didaktische Reduktion
2.6. Aufgabenanalyse und mögliche Schwierigkeiten

3. Kompetenzerwerb/ Lernziele
3.1. Übergeordnete Kompetenzen / Ziele
3.2. Fachliche Lernziele
3.3. Methodische Lernziele
3.4. Soziale Lernziele
3.5. Personale Lernziele

4. Methodische Reflexion
4.1. Artikulation des Unterrichts
4.1.1. Begrüßung/ Einstieg
4.1.2. Erarbeitungsphase
4.1.3. Erarbeitungsphase
4.1.4. Sicherungs- / Auswertungsphase
4.1.5. Vertiefung/ Differenzierung/ Puffer
4.1.6. Abschluss/ Diskussion
4.2. Methoden und Sozialformen
4.2.1. Das Experiment
4.2.2. Partnerarbeit
4.2.3. Lerntheke
4.3. Medien
4.3.1. Globus
4.4. Alternativen

5. Verlaufsplan & Anlagen

6. Literaturverzeichnis

1. Sachanalyse

Ohne das Licht und die Wärme der Sonne ist kein Leben auf unserer Erde möglich. Alles auf der Erde, von den Pflanzen bis zu den Menschen, lebt von der Sonne. Sie strahlt in einer Sekunde etwa so viel Energie auf die Erde, wie die ganze Menschheit in einem Jahr verbraucht. Aber die Sonne erwärmt die Erde nicht gleichmäßig. An den Polen ist es beispielsweise besonders kalt und um den Äquator dagegen besonders heiß. Die eingestrahlte Energiemenge nimmt zu den Polen hin also ab, weil die sich auf einer immer größeren Fläche verteilt. Um den Äquator hingegen bleiben die Strahlen auf einer kleineren Fläche, die Energiemenge ist demzufolge hoch. Diese unterschiedliche Verteilung der Strahlungsenergie auf der Erdoberfläche ist durch die Kugelgestalt der Erde gegeben. Außerdem müssen die Sonnenstrahlen bis hin zu den Polen einen viel längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen, als bis zum Äquator. Dabei verlieren die Sonnenstrahlen natürlich an Energie. Die unterschiedliche Verteilung der Strahlungsenergie bildet die Voraussetzung für die Temperaturverteilung und die daraus resultierenden Gesetzmäßigkeiten der Klima- und Vegetationszonen^{1 2}. Die gleichmäßige Verteilung der Wärmestrahlung entlang der Breitenkreise resultiert aus der Rotation der Erde um die eigene Achse. Es entstehen (vier) Temperaturzonen. Darunter versteht man Gebiete, in denen die Temperatur, als wesentlicher Klimafaktor in etwa gleich ist. Diese Zonen verlaufen aber nicht parallel zu den Breitenkreisen. Gründe hierfür sind: Die ungleichmäßige Verteilung von Land und Wasser, die Meeresströmungen, sowie die Lage und Höhe der Hochgebirge.

Vertiefung: Setzt man die Strahlungsenergie der Sonne, die die Grenze der Atmosphäre erreicht, gleich 100 Prozent, werden rund 42 Prozent davon reflektiert. Dies geschieht durch die Atmosphäre selbst, die Wolken oder die unterschiedliche Beschaffenheit der Erdoberfläche. Die maximal verbleibenden 58 Prozent der kurzwelligen Strahlen werden an der Erdoberfläche absorbiert und als langwellige Wärmestrahlung zurück in die Atmosphäre abgegeben.^{3 4}

2. Didaktische Reflexion

2.1. Einordnung in den Bildungsplan ´04

Die Unterrichtsstunde „Temperaturzonen der Erde – Licht und Wärme ungleich verteilt“ im Fach EWG Sek. 1 lässt sich im Bildungsplan ´04 für die Realschule – Klasse 8 der Leitidee 1 „Wechselbeziehungen zwischen Klima und Vegetation zuordnen“. Hinsichtlich der Kompetenzentwicklung von Schülerinnen und Schülern heißt es dort: „ Die Schülerinnen und Schüler können Zusammenhänge zwischen Klima und Vegetation begründen; wichtige Grundlagen der Klimakunde erklären; die Klima- und Vegetationszonen als bedeutendes Ordnungssystem für die Orientierung auf der Erde beschreiben.“ ⁵ Des Weiteren sollen im Fächerverbund EWG sowohl fachspezifische als auch fachübergreifende methodische Kompetenzen vermittelt werden.⁶ In dieser Stunde wird durch das Einstiegsexperiment, im weiteren Sinn, eine einfache Form der Kartierung⁷ durchgeführt.

2.2. Bildungsstandards im Fach Geographie

In Anlehnung an die „Internationale Charta der Geographischen Erziehung“ entwickelte die „Deutsche Gesellschaft für Geographie (DGfG)“ ⁸ Bildungsstandards die sie als national gültige Standards festzulegen versucht. Diese rein geographischen Bildungsstandards können als Hilfestellung und Erweiterung zum Bildungsplan gesehen werden. Die vom DGfG dargestellten Kompetenzbereiche wirken, auch in der folgenden Unterrichtsstunde, gemeinsam, um eine geographische Gesamtkompetenz aufzubauen. Zentrale Kompetenzen, die dieser Unterrichtsstunde aber hauptsächlich angesprochen werden sind: „Fähigkeit, Räume auf den verschiedenen Maßstabsebenen als natur- humangeographische Systeme zu erfassen […]. (Fachwissen) ; […] Schritte zur Erkenntnisgewinnung in der Geographie beschreiben zu können. (Erkenntnisgewinnung/ Methoden).“⁹ Auf eine ausführliche Beschreibung und Zuordnung, der von der DGfG benannten Bildungsstandrads¹⁰ , muss an dieser Stelle aber verzichtet werden.

2.3. Einbettung der Stunde in die Unterrichtseinheit

In der Unterrichtseinheit „Raumschiff Erde – Klima- und Vegetationszonen der Erde“ sollen die Schülerinnen und Schüler die Fähigkeit erlangen, die Erde als Planeten zu beschreiben. Dabei sollen sie die Stellung und die Bewegung der Erde im Sonnensystem und deren Auswirkungen (Tag und Nacht, Zeitzonen, Jahreszeiten, Temperatur-/Klimazonen) erläutern können. Hier ein kleiner Überblick über die gesamt Unterrichtseinheit:

1. Tag und Nacht/ Zeitzonen (2. Stunden)
2. Temperaturzonen der Erde – Licht und Wärme ungleich verteilt (2. Stunden)
3. Jahreszeiten/ Der Gang der Sonne (2. Stunden)
4. Der Passatkreislauf (1 Stunde)
5. Zwischen Pol und Äquator – Ein Klimazonenspiel (3. Stunden)

2.4. Bedeutung des Themas für die Schüler/innen

„Geographische Grundbildung ist mit ihren Zielen, Inhalten und Methoden wesentlicher Teil von Allgemeinbildung und schafft darüber hinaus Grundlagen für anschlussfähiges berufsbezogenes Lernen in zahlreichen Berufsfeldern, wie z.B. in den Bereichen Planung, Umweltschutz, Tourismus und Wirtschaftsförderung.“¹¹ Allgemeingeographische Gesetzmäßigkeiten und Regelhaftigkeiten zu erkennen und zu verstehen ist für die Schülerinnen und Schüler daher unbedingt notwendig. Ständig stehen Mensch und Umwelt in unabdingbarer Wechselwirkung. Räume müssen daher als Systeme betrachtet werden, deren Struktur durch Elemente wie z.B. Relief, Klima, Siedlungen, Wirtschaft, … gebildet wird. Diese stehen wiederrum in Beziehungen zueinander und haben deshalb Funktion für das jeweils andere Element. Beispielweise hat das Klima Funktion für die Vegetation, welche wiederrum die Ansiedlung und Lebensweise von Menschen stark beeinflusst. Jedes einzelne Element und die Systeme als Ganzes verändern sich durch ständig ablaufende Prozesse. Diese müssen vom Menschen erfasst werden, um Zusammenhänge zu entdecken und gleichzeitig lebensweltliche Perspektive zu schaffen. Dafür ist ein systematischer Wissensaufbau unabdingbar.¹² Die in dieser Stunde zusätzlich geforderte Methodenkompetenz gewinnt für Schülerinnen und Schüler an zunehmender Bedeutung, „auch um lebenslanges Lernen zu ermöglichen“.¹³

2.5. Exemplarität und didaktische Reduktion

Die Schülerinnen und Schüler haben sich über einen langen Zeitraum des gesamten Schuljahres 2010/2011 mit den Vegetationszonen der Erde beschäftigt und diese explizit durchleuchtet. Dabei spielte, neben den geologischen und topographische Gegebenheiten insbesondere die Wechselbeziehung Mensch – Umwelt eine wesentliche Rolle. In der nun folgenden Unterrichtseinheit sollen die Schülerinnen und Schüler erfahren, wie es dazu kommen konnte, dass solch unterschiedliche Vegetationszonen entstanden sind. Dabei werden die einzelnen Klima- und Vegetationszonen der Erde auf vier Hauptklimazonen (auch: Temperaturzonen) zusammengefasst. Begriffliche Unterschiede, wie z.B. Gemäßigte Zone = Mittelbreiten, sollen dabei nicht berücksichtigt werden. Eine Unterteilung der Kalten Zone (Polarzone und Subpolarzone) soll aber, in einer weiteren Unterrichtsstunde, vollzogen werden. Aufgrund dessen, das die Schülerinnen und Schüler sich bereits mit den Vegetationszonen der Erde auseinandergesetzt haben, werden die Besonderheiten der Temperaturzonen nur kurz angesprochen.

2.6. Aufgabenanalyse und mögliche Schwierigkeiten

Es ist damit zu rechnen, dass die Schülerinnen und Schüler Schwierigkeiten damit haben, sich die Stellung und Bewegung der Erde im Sonnensystem vorzustellen. Daher wird auf die Drehung der Erde um die Sonne in dieser Stunde kein Bezug genommen. Um das fehlende Begriffsverständnis der Schülerinnern und Schüler, hinsichtlich des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen, zu kompensieren, wird zu Beginn der Stunde, ein Versuch durchgeführt.

3. Kompetenzerwerb/ Lernziele

3.1. Übergeordnete Kompetenzen / Ziele

Bei der geplanten Unterrichtsstunde handelt es sich tendenziell um eine Stunde die der physischen Geographie zuzuordnen ist. Die Untersuchung von naturgeographischen (und anthropogeographischen) Teilsystemen ist aber eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis von Zusammenhängen. Die Schülerinnen und Schüler erwerben somit grundlegende Kompetenzen und Einsichten bei denen die Leitgedanken im Mittelpunkt stehen, dass die Schülerinnen und Schüler…

- die unterschiedliche Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erde erkennen und experimentell an einem Modell belegen können.
- die Auswirkungen der unterschiedlichen Verteilung der Energiestrahlung kennen lernen und erklären können.
- die vier Temperaturzonen/ Klimazonen als bedeutendes Ordnungssystem für die Orientierung auf der Erde beschreiben können.
- die vier Temperaturzonen benennen können.
- Zusammenhänge zwischen Klima und Vegetation begründen lernen.
- wichtige Grundlagen der Klimakunde kennen.
- die Stellung der Erde zur Sonne kennen.

Im Folgenden werden die konkreten Lernziele, die in der Unterrichtsstunde „Temperaturzonen der Erde – Licht und Wärme ungleich verteilt“ verfolgt werden, genannt. Die Klassifizierung der Lernziele erfolgt hierbei in vier Kategorien, die im Kern, den Erwartungen aus dem Bildungsplan ´04, hinsichtlich der Fähigkeiten, die Schülerinnen und Schüler erlangen sollen, entnommen sind.¹⁴

Die Schülerinnen und Schüler…

3.2. Fachliche Lernziele

- erkennen, dass sich das Licht der Taschenlampe ungleich verteilt, ändert sich der Einstrahlungswinkel.
- wissen, dass schräg einfallende Sonnenstrahlen, eine höhere Verteilung des Lichts zur Folge haben.
- wissen, dass senkrecht auf die Erdoberfläche fallende Sonnenstrahlen gebündelt sind.
- erkennen, dass schräg auf die Erde fallende Sonnenstrahlen eine größere Fläche beleuchten.
- erkennen, dass sich das Licht und Wärme der Sonne auf der Erdoberfläche ungleich verteilen.
- wissen, dass die Strahlungsenergie der Sonne zu den Polen hin abnimmt.
- erhalten ein besseres Verständnis darüber, warum es Temperaturzonen gibt.
- kennen die vier Temperaturzonen der Erde und können diese in Umrissen beschreiben.

3.3. Methodische Lernziele

- üben sich darin eine, im weitesten Sinne, Kartierung vorzunehmen.
- üben sich darin ein Experiment durchzuführen.

3.4. Soziale Lernziele

- lernen mit einem Partner gemeinsam zu arbeiten.
- trainieren sich darin alleine und im Team zu arbeiten.

3.5. Personale Lernziele

- trainieren ihre Lesefähigkeit.
- üben sich darin bewusst zu beobachten und zuzuhören.
- üben sich darin begrifflich zu denken.

4. Methodische Reflexion

4.1. Artikulation des Unterrichts

4.1.1. Begrüßung/ Einstieg

Nach der Begrüßung informiert¹⁵ der Lehrer die Schülerinnen und Schüler, dass sie gleich zu Beginn der Stunde ein Experiment (Vgl. Kap. 5.2.1) durchführen dürfen. Dieser informierende Einstieg soll die Schülerinnen und Schüler, vor dem Hintergrund, dass sie handlungsorientiert agieren dürfen, motivieren. Die Schülerinnen und Schüler sollen das Experiment selbstständig durchführen. Die Erklärung vom Lehrer soll äußert knapp gehalten werden, um so den Schülerinnen und Schülern die Spannung nicht zu nehmen. Das Experiment wird in Partnerarbeit (Vgl. Kap. 5.2.2) durchgeführt (Vgl. Medium 1). Sollten einige Tandems Probleme bei der Versuchsdurchführung haben, können sie Lösungsvorschläge an der Tafel betrachten, um anschließend ihren eigenen Versuch durchführen weiterzuführen können. Sind die Schülerinnen und Schüler nicht in der Lage das Experiment selbstständig durchzuführen, wird es im Plenum besprochen.

[...]

¹ Im Folgenden sollen die Begriffe Klimazonen und Temperaturzonen als Synonyme gebraucht werden. Im Unterricht wird aber der Begriff Temperaturzone gebraucht, da er sich dem Unterrichtsthema besser zuordnen lässt. Als Temperaturzonen gelten die vier Hauptklimazonen: Kalte Zone, Gemäßigte Zone, Subtropen und Tropen, wie sie vom Schülerbuch Klett – Terra 3 vorgegeben werden. Eine Unterteilung der Kalten Zone in die Polare Zone und die Subpolare Zone, soll zu einem späteren Zeitpunkt geschehen.

² Als Vegetationszone werden Gebiete bezeichnet, die sich durch eine eigenständige Vegetation auszeichnen.

³ Vgl. Geiger/ Paul (Hrsg.) 2004, S. 120ff.

⁴ Vgl. Borstell 2004, S. 91

⁵ Vgl. Ministerium für Kultus, Jugend und Sport, S.122

⁶ Ebd., S. 117

⁷ Als Kartierung wird im weitesten Sinne die grafische Darstellung von Objekten und Sachverhalten verstanden. Die geowissenschaftliche Kartierung befasst sich dabei mit der grafischen Darstellung von Objekten und Sachverhalten der Erdoberfläche in Karten. Einzelne Messpunkte stammen dabei aus Vermessungen, Luftbildern oder Satellitenbildern.

⁸ Die Deutsche Gesellschaft für Geographie (DGfG) ist eine Dachorganisation, die in mehrere geographische Verbände und Gesellschaften gegliedert ist. Die DGfG setzt sich dafür ein, Inhalte und Bedeutung der Geographie als Schulfach zu vermitteln.

⁹ DGfG 2006, S. 9

¹⁰ Ebd., S. 13ff.

¹¹ Ebd., S. 7

¹² Ebd., S. 10-12

¹³ Ebd., S. 18

¹⁴ Der Bildungsplan ´04 nennt als Ziele, die Schülerinnen und Schüler erreichen sollen, Erwartungen, die in Einstellungen, Fähigkeiten und Kenntnisse untergliedert werden. Unter dem Begriff: „Fähigkeiten“ versteht der Bildungsplan ´04 insbesondere Kompetenzen. Dabei benennt er vier Kompetenzen: Personale Kompetenz, Sozialkompetenz, Methodenkompetenz, Fachkompetenz. (Vgl. Ministerium für Kultus, Jugend und Sport, S.10-15)

¹⁵ Die hier angewandte Gliederung des EWG Unterrichts in Lernphasen lässt sich im Wesentlichen mit einem konstruktivistischen Ansatz beschreiben. Die SuS sollen hierbei selbst aktiv werden, übend entdecken und entdeckend üben.