Beispielhafte Zeitplanung einer MINT-Schulprojektwoche am Rande des Weltalls

Ein Stratosphärenflug ist in seinem zeitlichen und inhaltlichen Anspruch sehr gut skalierbar. So lässt sich das Klassenzimmer am Rande des Weltalls sowohl von der fünften bis zur dreizehnten Klasse und auch darüber hinaus in Berufsschulen und Universitäten hervorragend einsetzen. Die folgende Planung zeigt eine beispielhafte Projektwoche für eine Dauer von 4-5 Tagen, die sich ebenso in den normalen Unterricht und damit über ein Schulhalbjahr mit Hilfe der Unterrichtsreihe Stratosphärenflug verteilen lässt.

Weiterhin können unterschiedliche naturwissenschaftliche Kurse übergreifend an diesem Schulprojekt mitwirken, in dem bspw. der Biologiekurs ein Experiment entwickelt, während sich die Physiker Gedanken um die perfekte Konstruktion der Sonde unter den extremen Bedingungen der Stratosphäre machen. Die Informatiker programmieren einen Datenlogger, damit während des gesamten Stratosphärenflugs Messdaten aufgezeichnet werden.

Datenlogger mit Temperaturkurve

Unabhängig von der Unterrichtsreihe Stratosphärenflug könnte so eine viertägige beispielhafte Projektwoche gestaltet sein:

1: Einleitung (Dauer: 1 Tag)

Leitfragen / Aufgaben Methodik / Medien
  • Wir möchten einen Wetterballon inkl. Kamera und Sensoren in die Stratosphäre steigen lassen. Was benötigen wir dazu?
  • Welche Herausforderungen ergeben sich und wie kann man sie lösen?
  • Welche Risiken gibt es?
  • Welche Materialien eignen sich für diese Mission?
  • Wie kann eine Sonde aussehen? Eigene Entwürfe auf Papier entwerfen. (Sonde, Fallschirm, Ballon, Kamera)
  • Welches Gas benutzen wir für den Wetterballon? Warum?
  • Wieso entwickelt der Wetterballon Auftrieb? Gruppenarbeit: 30 Minuten Zeit. Simple Maths Video zeigen (Archimedisches Prinzip)
  • Aus welchen Schichten besteht die Erdatmosphäre? In welchen Höhen liegen diese? (Vergleich mit höchstem Berg Deutschlands, höchstem Berg der Welt, Flughöhe Airbus A380, Wetterballon, Wo beginnt der Weltraum?)
  • Foto aus Stratosphäre zeigen, dann Think-Pair-Share:
    • (1) SuS notieren ihre Gedanken zunächst in Einzelarbeit auf Karten
    • (2) SuS tauschen sich mit einem Partner aus.
    • (3) An Tafel / Pinnwand werden alle Fragen / Probleme gesammelt und sortiert.
  • Vorstellung der Ergebnisse inkl. Fragerunde.
  • Arbeitsgruppen mit Schwerpunkten bilden:
    • (1) Konstruktion der Sonde
    • (2) Technik (Kamera, Batterypack, GPS)
    • (3) Datenlogger
    • (4) Experiment
    • (5) Marketing / Video
  • Welt der Wunder Beitrag zeigen (über Stratoflights)
  • Wetterballon-Anmeldung über unser Tool durchführen (exemplarisch, die echte Genehmigung muss bereits 2-4 Wochen vorher eingeholt werden)
  • Wetterbericht für Flugtag prüfen
  • Flugroutenvorausberechnung mit unserem Tool
  • Marketing-Team kann mit Kamera alle Arbeitsschritte dokumentieren für eine abschließende Präsentation

2: Projektvorbereitung (Dauer: 1-2 Tage)

Leitfragen / Aufgaben Methodik / Medien
  • Konzeption und Bau der Sonde
  • Testmessungen des Datenloggers
  • Wie können die Daten ausgewertet werden? (z.B. in Excel, über Google Earth, oder über Stratoflights-Tools)
  • GPS-Test: Wie funktioniert eine Ortung per Satellit? Wie funktioniert der GPS Tracker in der Praxis?
  • Wie groß ist das Abfluggewicht der Sonde?
  • Wie viel Helium wird für den Aufstieg benötigt?
  • SuS arbeiten in Kleingruppen an ihren jeweiligen Arbeitsaufträgen, dokumentieren ihren Arbeitsfortschritt und stehen im engen Austausch mit den anderen Gruppen.
  • Stratoflights Wetterballon-Tutorial zeigen
  • Baumaterial und Werkzeug bereitstellen
  • Experiment oder Objekt vor Kamera platzieren (z.B. Thermometer, Schulmaskottchen, Sponsoren-Logo, Klassenfoto)
  • Stratoflights-Tools für Messdatenauswertung
  • Anleitungen und Tutorials von Stratoflights
  • Werbemaßnahmen an eigener Schule durchführen für Aufruf zur Beobachtung des Stratosphärenfluges

3: Durchführung des Stratosphärenfluges (Dauer: 1 Tag)

Leitfragen / Aufgaben Methodik / Medien
  • Fertigstellung und letzte Kontrolle der Sonde
  • Funktionstest des Equipments
  • Benötigte Heliummenge kontrollieren
  • Start des Wetterballons
  • Ortung und Bergung des Ballons
  • WhatsApp Gruppe bilden, um bei Bergung alle auf dem aktuellen Stand zu halten
  • Flugvorhersage aktualisieren
  • Flughelfer bestimmen, die den Ballon befüllen
  • Fahrgemeinschaften bilden (ggf. nach Schulschluss mit Eltern durchführen)

4: Messdatenauswertung und Präsentation der Ergebnisse (Dauer: 1-2 Tage)

Leitfragen / Aufgaben Methodik / Medien
  • Wie lief die Bergung?
  • Welche Messergebnisse haben wir aufgenommen?
  • Wie können wir diese deuten? Warum sinkt die Temperatur mit zunehmender Höhe, nimmt aber irgendwann wieder zu und erreicht Plusgrade?
  • Welche Auswirkungen hat die Ozonschicht auf den Temperaturverlauf und warum?
  • Warum nimmt der Luftdruck ab? Proportional oder nicht? Wieso?
  • Schnitt einer Videodokumentation
  • Welche Lernerfahrungen wurden in diesem Projekt gemacht? Sind wir mit den Ergebnissen zufrieden?
  • Was hat gut / weniger gut in der Lerngruppe funktioniert? Was würde man das nächste Mal anders machen?
  • Dokumentation als „Anleitung“ für folgende Jahrgänge
  • Sichtung der Videoaufnahmen
  • Auswertung der Messdaten in Excel
  • Auswertung der Messdaten in Stratoflights-Tool für Google Earth
  • Erstellung von Plakaten / Powerpoint-Präsentationen (vorher kurze mündliche Beantwortung in der Klasse):
    • (1) Welche unterschiedlichen atmosphärischen Schichten gibt es?
    • (2) Warum sorgt Helium für Auftrieb? (Archimedisches Prinzip)
    • (3) Welches Equipment wird für eine Mission in Richtung Weltraum benötigt?
    • (4) Wie funktioniert die Ortung? (GPS-Tracker, Flugroutenvorausberechnung)
    • (5) Wie sollte die Sonde konstruiert werden? Aus welchem Material?
    • (6) Welche allgemeinen Herausforderungen und Schwierigkeiten ergeben sich bei diesem Projekt?
    • (7) Warum platzt ein Wetterballon in der Stratosphäre?
    • (8) Welche Erkenntnisse können wir aus den Daten des Datenloggers ziehen?

Vorteile des Projekts:

  • Außergewöhnliches Lernerlebnis für Schüler mit Abenteuercharakter, um Neugier und Begeisterung für Naturwissenschaften zu wecken.
  • Interdisziplinär: Kombination verschiedener MINT-Fächer
  • Kombination aus Theorie und Praxis: Klare Zielsetzung und Aufgabenstellung mit starkem Praxisbezug
  • Erlernte Kompetenzen sowohl technisch, als auch organisatorisch und methodisch
  • Unterrichtsmaterial von Klett verfügbar, z.B. über Wetter und Treibhauseffekt/Ozonloch
  • Einsatz verschiedener Medien: Grafiken, Arbeitsblätter, Wissenschaftliche Texte, Videos, Fotos, Nachrichten, Formelsammlung, Datenblätter, Recherche am Computer, Präsentationsmedien
  • Bezug zu Lehrplan herstellbar
  • Marketing Effekt für Schule und für MINT allgemein

Je nach Kenntnisstand der Klasse und Interessen der Schüler können die behandelten Schwerpunkte von Projekt zu Projekt variieren. Die o. g. Unterrichtsvorschläge sollen eine Orientierung über verschiedene MINT Themenbereiche geben, die sich an den Lehrplan und Bildungsstandards anpassen lassen.

Der schönste Aspekt eines solchen Stratosphärenfluges ist, dass das Projekt stark begeistert und eine hervorragende Lernplattform für naturwissenschaftliche Fächer bildet, um den Schülern ein spannendes Praxisprojekt zu bilden, an dem sie ihre Fähigkeiten unter Beweis stellen und neue Lernanforderungen erfüllen können.

» Diese Schulen machen es vor. «

Wenn Sie auf der Suche nach spannenden Schulprojekt Ideen sind, bietet ein Stratosphärenflug den idealen Rahmen für verschiedenste Experimente und Lernziele. In unserer Galerie haben wir einige Flüge von anderen Schulen und Privatpersonen zur Inspiration veröffentlicht.