Ablauf

Einführung
An der Inputveranstaltung werden die SuS zum Mitmachen beim "Projektwettbewerb der internationalen Raumfahrtbehörde" eingeladen.
Die Rahmenbedingungen werden geklärt (z.B. 4 Personen 70a Baufläche).
Als Einstimmung eignet sich der Film "Der Marsianer" hervorragend. In den ersten Minuten wird ein weigehend realistisches Bild der Bedingungen auf dem Mars gegeben. (Der für den Unfall verantwortliche Sturm soll so nicht vorkommen.)
Gruppenbildung
Theorie
Flächenberechnung
Flächenplan

Biosphäre 3 - Die Besiedlung des Mars

Du bist eingeladen an einem Projektwettbewerb der Internationalen Raumfahrtbehörde teil zu nehmen. Es geht um ein prestigeträchtiges Unternehmen: Die Erstbesiedlung des Mars!
Als eine der grössten Herausforderungen zeigt sich der Transport zum Mars. Die Kosten pro Kilogramm sind extrem hoch. Daraus folgt, dass in der Biosphäre die Stoffkreisläufe der Erde mit möglichst wenig Technik nachbildet werden müssen.

Das Projekt Biosphäre 3 animiert die SuS zu einer vertieften Auseinandersetzung mit den Stoffkreisläufen der Erde. Durch die Rahmengeschichte werden die Schülerinnen und Schüler in einen Projektwettbewerb hineinkatapultiert. Es geht nicht nur darum, die Lernziele abzuhandeln, sondern der Erste Mensch auf dem Mars zu werden und damit in die Geschichtsbücher einzugehen.

Die Projektidee stammt von iris Gödickemeier (Biologin Kantonsschule Frauenfeld). Sie lies im Rahmen des Projektes ihre Schülerinnen und Schüler Stoffwechselprozesse berechnen.
Ich adaptierte das Projekt für Kinder zwischen 12 un 14 Jahren. An der Freien Schule Winterthur führte ich es während mehrerer Jahren an meiner Übergangsklassen durch (Videodokumentation).
Um die Berechnung der Nutzflächen zu vereinfachen programmierte ich einen Biosphärenrechner (Eine neue Version ist im Entstehen).

Biosphäre 3 lässt grossen Spielraum in der Umsetzung. Vom einfachen Beobachten der Phänomene über Prozesse, wie die Fotosynthese, bis hin zur Berechnung von Stoffwechselprozessen ist alles möglich.
Auf der Planungsebene wird der Umgang mit Massen, Massstäben und Flächenberechnungen vertieft.
Phänomene aus dem Alltag werden während der Planungsphase eingebracht und vernetzt. Die Lehrperson kann mit Stichworten und Fragen den Verlauf der Inhalte steuern. Randthemen (Nahrungsmittel, Abwasserreinigung mit einer Pflanzenkläranlage, Kompostieren, Konservieren von Lebensmitteln, Solarpanels, …) beziehen sich auf natürliche Prozesse und vertiefen das erarbeitete Wissen.

Die Schülerinnen und Schüler stossen aber auch immer wieder an interessante Fragen aus der Wissenschaft. So haben immer wieder Gruppen versucht die Verteilung des Wassers mit einem Bach zu gestalten. Am Ende wird das Wasser durch eine Pumpe in den Oberen Wasserspeicher gepumpt. Dazu planen sie ein Wasserrad im Bach, welches die Energie für die Pumpe liefern soll. Ich lasse die Gruppe dann jeweils den Begriff "Perpetum Mobile" googeln oder versuche sie mit kritischen Fragen (Reibungsverluste, Umwandlung von Energie) auf die richtige Fährte zu locken.

Als grosse Herausforderung zeigt sich die Umrechnung von Flächen in Seitenlängen (Planung der Fläche in Flächeneinheiten, des Hauses über die Seitenlängen im Mst 1:100). Hierzu habe ich eine Vorlage erstellt. Nach dem Einteilen der Flächen können die Schülerinnen und Schüler die Seitenlänge des Hauses aus dem Flächenplan messen: 3,2mm entsprechen 1 m in der Realität.

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