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Physical Computing im MINT-Unterricht – senseBox Grundlagenworkshop

Die Re:edu GmbH & Co. KG ist ein StartUp aus Münster, das Lösungen für Bildung, Forschung, Nachhaltigkeit und Beteiligung - digital und offen - für alle Menschen anbietet. Unter anderem ist es Entwickler und Hersteller der Open-Source-Wetterstation senseBox (https://sensebox.de/). Das an der Universität Münster entstandene Produkt gibt es als senseBox:home - eine stationäre DIY-Wetterstation, und als senseBox:edu - ein Hardware-Set, das in Universitäten und Schulen eingesetzt wird. Dabei steht vor allem das eigenständige Bauen einer Wetterstation, die Umsetzung vieler weiterer Projekte aus dem MINT-Bereich sowie die Programmierung über die grafische Programmieroberfläche 'Blockly für senseBox' im Vordergrund. Beide Sets bestehen aus einem Mikrocontroller, verschiedenen Sensoren (z.B. Temperatur, Luftdruck, Luftqualität etc.) und einem Gateway (z.B. WiFi, LoRaWan etc.). Letzteres dient dem Teilen der erhobenen Messwerte auf der openSenseMap, einer offenen Umweltdatenplattform für jedermann. Im Workshop werden die Teilnehmenden auf den Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht vorbereitet, indem nach einem theoretischen Input zur Vorstellung des senseBox-Ökosystems das eigenständige projektbasierte Arbeiten mit der Hardware und Software fokussiert wird.

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Physical Computing im MINT-Unterricht – senseBox Grundlagenworkshop

Die Re:edu GmbH & Co. KG ist ein StartUp aus Münster, das Lösungen für Bildung, Forschung, Nachhaltigkeit und Beteiligung - digital und offen - für alle Menschen anbietet. Unter anderem ist es Entwickler und Hersteller der Open-Source-Wetterstation senseBox (https://sensebox.de/). Das an der Universität Münster entstandene Produkt gibt es als senseBox:home - eine stationäre DIY-Wetterstation, und als senseBox:edu - ein Hardware-Set, das in Universitäten und Schulen eingesetzt wird. Dabei steht vor allem das eigenständige Bauen einer Wetterstation, die Umsetzung vieler weiterer Projekte aus dem MINT-Bereich sowie die Programmierung über die grafische Programmieroberfläche 'Blockly für senseBox' im Vordergrund. Beide Sets bestehen aus einem Mikrocontroller, verschiedenen Sensoren (z.B. Temperatur, Luftdruck, Luftqualität etc.) und einem Gateway (z.B. WiFi, LoRaWan etc.). Letzteres dient dem Teilen der erhobenen Messwerte auf der openSenseMap, einer offenen Umweltdatenplattform für jedermann. Im Workshop werden die Teilnehmenden auf den Einsatz der senseBox im MINT-Unterricht vorbereitet, indem nach einem theoretischen Input zur Vorstellung des senseBox-Ökosystems das eigenständige projektbasierte Arbeiten mit der Hardware und Software fokussiert wird.

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Sicherheitsunterweisung Holz

Sicherheitsunterweisung Holz

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Science on Stage Festival 2018

Auf der größten deutschen Ideenbörse für MINT-Lehrkräfte von der Grundschule bis zur Oberstufe, treffen sich rund 100 Kolleginnen und Kollegen aus dem ganzen Land, um sich auf unserem Bildungsmarkt über Materialien und Konzepte auszutauschen und neuen Schwung für ihren Schulalltag mitzunehmen. Neben dem Bildungsmarkt, auf dem ausgewählte Lehrkräfte ihre Projekte an einem Stand vorstellen, gibt es spannende Kurzpräsentationen und praxisorientierte Workshops. Interessierte Lehrkräfte sind herzlich dazu eingeladen, das Festival am 17. November am Open Day zu besuchen.

Die vorgestellten Projekte sind eingeteilt in folgende Leitthemen und werden nach dem Motto "Von Lehrkräften für Lehrkräfte" präsentiert:

- Naturwissenschaften für die Jüngsten

- Naturwissenschaften und unsere Umwelt

- Digitale Bildung in den Naturwissenschaften

- Inklusion in den Naturwissenschaften

- Low-Cost-Projekte in den Naturwissenschaften

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Faszination Weltraum: wie Satellitenteleskope das All sehen – vom Farbbild zur Wissenschaft

Die bekannten Farb-Bilder kosmischer Objekte vom Hubble-Weltraum-Teleskop haben unsere Wahrnehmung des Universums in den mehr als 30 Betriebs-Jahren grundlegend verändert und dabei auch zu vielen wichtigen wissenschaftlichen Erkenntnissen geführt.

Doch wie entstehen solche Bilder genau und haben die Farben eine Bedeutung?

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Sterne und Weltraum leicht gemacht. Das Planetarium im Klassenzimmer

Welche Sternbilder sind heute Nacht zu sehen? Wo steht der Mond? Wie (und warum) bewegen sich die Planeten über den Himmel? Wie unterscheiden sich Sterne? Wie sieht der Himmel in Australien aus? Und wann kann ich die Internationale Raumstation am Himmel sehen?

Diese und viele andere Fragen lassen sich natürlich bei einem Besuch im Planetarium besonders anschaulich beantworten. Aber nicht nur in Corona-Zeiten kann nicht jede Schulklasse ins Planetarium kommen. Die Fortbildung zeigt, wie mit einer frei verfügbaren und kostenlosen Software der Sternenhimmel auf einfache Weise in jedes Klassenzimmer kommt.

Die Anwendungen, die vorgestellt werden, knüpfen an die Unterrichtsinhalte der weiterführenden Schulen an. Wünsche nach konkreten Schwerpunkten können von den teilnehmenden Lehrer*innen auch im Vorfeld benannt werden. Zu den Themen gehören neben dem Basiswissen unter anderem die Bewegungen der Planeten am Himmel, die Struktur des Sonnensystems, Entfernungen im Kosmos und die Farben und damit auch die Physik der Sterne, die in den Lehrplänen der Oberstufe verankert ist. Eine Rolle spielt auch die Erde als Beobachtungsort. Wie sieht sie eigentlich aus dem Weltall aus? Und was ist am Himmel außer Sternen und Planeten noch zu sehen? Erdsatelliten auch jenseits der ISS sind häufiger zu sehen als man meint, und sie können auf einfache Weise identifiziert werden.

Die etwa zweistündige Fortbildung wird vom Planetarium Bochum in Zusammenarbeit mit ESERO Germany veranstaltet. Die Referenten kommen aus einem Kreis erfahrener Astronom*innen, Astronomiedidaktiker*innen und Wissenschaftsjournalist*innen.

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Die Sterne über uns. Sterne und Sternentwicklung

Die Sterne über uns begleiten uns jede Nacht. Nur selten schweift unser Blick jedoch bewusst zu den Sternen. Wir stellen ein Materialheft vor, in dem wir mit den Schüler*innen Schritte der modernen wissenschaftlichen Arbeit gehen: Über die (Natur-) Erfahrung des Beobachtungsabends, die Erstellung einer eigenen kleinen Auswahl an Sternen, die Recherche verschiedener Größen zur Charakterisierung dieser Sterne und die Einführung grundlegender Analyseverfahren (z.B. Entfernungsbestimmung und Hertzsprung-Russel Diagramm) um weitere Aussagen über die Sterne über uns treffen zu können. Dabei werden einfache astrophysikalische Zusammenhänge angewandt.

Das Material ist modular aufgebaut. Je nach zur Verfügung stehender Zeit kann das Material in diesem Heft modular und flexibel eingesetzt werden; sei es in Astronomie AGs, in Schüler*innenlaboren, als projektbasierte Unterrichtseinheit oder in einzelnen Unterrichtsstunden zum Thema Sterne und Sternentwicklung.

Die Fortbildung stellt anhand des Materialheftes auch noch einmal die wichtigsten Grundlagen zu den Themen Sterne und Sternentwicklung vor und gibt Anregungen für den Einsatz des Materials in unterschiedlichen Klassenstufen. Diese Fortbildung wird von der Westfälischen Volkssternwarte, dem Planetarium Recklinghausen und dem Astronomischen Institut der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt.

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Aus dem All ins Klassenzimmer – Erdbeobachtung und Weltraummissionen curriculumsnah eingesetzt

Der Blick von oben auf die Erde fasziniert uns seit jeher. Satellitenbilder ermöglichen es uns, die Erforschung von räumlichen Mustern aus der Größenordnung des für das menschliche Auge Überschaubaren herauszuheben und auf das Globale und Unsichtbare auszuweiten. Diese bieten sich hervorragend dazu an, Themen des Curriculums bspw. der Fächer Physik und Erdkunde miteinander zu verknüpfen und auf eine interaktive Weise anschaulich zu vermitteln. Hierzu gehören die physikalischen Hintergründe wie Reflexion und Absorption oder das elektromagnetische Spektrum, aber eben auch die geographischen Anwendungsgebiete wie Hochwasserhilfe, Braunkohletagebau und Atmosphärische Zirkulation. Selbst in die Rolle eines Satellitenbauers können Schüler*innen beim Deutschen CanSat-Wettbewerb schlüpfen. Dabei erleben sie beim Bau eines eigenen Minisatelliten alle Phasen einer echten Raumfahrtmission: Planung der Mission, Konstruktion des Satelliten, Test der einzelnen Komponenten und des Gesamtsystems, Durchführung der Mission, Aufbereitung und Auswertung der Daten, Kommunikation der Ergebnisse. Der Workshop zeigt die vielfältigen Möglichkeiten Schüler*innen mit Themen der Raumfahrt für Naturwissenschaften und Technik zu begeistern. Je nach Länge des Workshops erhalten die Lehrkräfte selbst einen Einblick in die Programmierung mit Arduino.

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Interaktiver MINT-Unterricht mit Satellitenbildern und ISS-Videos

Der Blick von oben auf die Erde fasziniert uns seit jeher. In den letzten Jahren liefert eine Vielzahl von Sensoren räumlich und zeitlich sehr hoch aufgelöste Bilder, die im Alltag überall zu finden sind – wie im Wetterbericht, in den Nachrichten oder beim Surfen im Internet. Dabei bieten sich die Produkte von Fernerkundungssensoren hervorragend dazu an, Themen des Curriculums der MINT-Fächer miteinander zu verknüpfen und auf eine interaktive Weise anschaulich zu vermitteln. Der Workshop setzt sich zum Ziel, in die Grundlagen der Fernerkundung einzuführen und verschiedene Webportale zur Fernerkundung im Schulunterricht vorzustellen. Es werden interaktive Unterrichtseinheiten und Apps in der Schnittstelle zwischen Fernerkundung, Geographie und Physik gezeigt.

Für die Fortbildung werden keine speziellen Computerkenntnisse benötigt. Laptops können auf Anfrage gestellt werden.

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Einsatz von Augmented-Reality-Apps im Physik-Unterricht

Wie wird elektromagnetische Strahlung zur Gravitationsmessung verwendet? Was hat das mit Höhenmodellen zu tun? Und wie lässt sich das spannend unterrichten?

Zwei grundlegend verschiedene Arten elektronischer Entfernungsmessung werden vorgestellt und mit einem digitalen Experiment in einer Augmented Reality App zu den Themen „Gravitation im Erde-Mond-System“ sowie “Satellitensysteme” verdeutlicht.