Satellitenschüsselversuch: Didaktische Aufarbeitung und Testphase

Der Versuch

Bei dem Versuch handelt es sich um eine Einführung in die Radioastronomie. Dabei soll es den SchülerInnen ermöglicht werden, die Temperatur der 150 Millionen Kilometer weit entfernten Sonne mit Hilfe einer handelsüblichen Fernsehsatellitenschüssel zu messen. Anhand dieses Versuches lernen SchülerInnen, wie durch relativ einfache astrophysikalische Zusammenhänge weit enfernte Objekte vermessen und die erhaltenen Daten interpretiert werden können. Dabei sollen sie einen tieferen Einblick in die Kalibration von Messinstrumenten, deren Theorie und praktische Anwendung bekommen.

Der Versuchsaufbau besteht aus einer handelsüblichen Satellitenschüssel, einem Drehstand, der Detektorelektronik und einem Steuer-PC. Mit dem Aufbau führen SchülerInnen eine Temperaturkalibration (Hot-Cold-Methode), eine Kartenvermessung der Sonne und eine Auswertung zur Bestimmung der Sonnentemperatur durch.

Nach der ersten didaktischen Aufarbeitung wurde der Versuch bei verschiedenen Gelegenheiten wie den Experimentierferien, Lehrerfortbildungen und Projekttagen am I. Physikalischen Institut sowie bei Besuchen an Schulen getestet, analysiert und verbessert.
Auf Grund von Erfahrungen mit meist sehr heterogenen Schülergruppen bezogen sich die Veränderungen hauptsächlich auf eine starke Reduktion der mathematischen Anteile im Versuch und zur vermehrten Verwendung von Graphiken. In der aktuellen Version werden nur grundlegende mathematische Kenntnisse von den SchülerInnen erwartet.
Da die physikalischen Grundkenntnisse nicht allen SchülerInnen in gleichem Maße präsent waren, wurden diese zusätzlich in die theoretische Vorbereitung aufgenommen. Durch die mathematische Reduktion und viele graphisch unterstützte Erklärungen, konnten die SchülerInnen sich auf das Wesentliche des Versuches konzentrieren.
Die Durchführung wurde als 2-stündiger und mehrstündiger Versuch getestet. Beide Varianten sind möglich. Die kürzere Variante ist vor allem geeignet, um  den Versuch bei einer größeren Gruppe in mehreren Kleingruppen (4 bis 6 SchülerInnen) durchzuführen. Die mehrstündige Variante wird jedoch empfohlen, weil die SchülerInnen durch eine intensivere Auseinandersetzung mit dem Experiment und eine entspanntere Lernumgebung einen höheren Lernerfolg haben.

Fazit

Um den SchülerInnen die hinter dem Versuch stehenden physikalischen Prinzipien näher zu bringen, stehen aufeinander abgestimmte Materialien wie eine zweiteilige Präsentation, ein Theorie-Handout mit Grundkenntnissen zur Vor- und/oder Nachbereitung, Arbeitsblätter sowie eine Bedienungsanleitung für AssistentInnen zur Verfügung. Der Versuch ist ab Klassenstufe 9/10 geeignet und kann variabel an die Leistungsstärke der SchülerInnen angepasst werden. Es wird empfohlen den Versuch mehrstündig (mind- 4-stündig, Bsp. 2 x 2 Stunden + Mittagspause) durchzuführen.

Für Projekttage an Schulen mit großem Klassen-/Kursverband ist der zweigeteilte Vortrag zur Einarbeitung der SchülerInnen mit anschließender Durchführung in Gruppen geeignet. Mittels des Theorie-Handouts und den Arbeitsblättern sind die Vorbereitung und die Auswertung mit Unterstützung einer Lehrperson oder einer Betreuungsperson aus dem SFB 956 vor und nach dem eigentlichen Versuch (z.B. im I. Physikalischen Institut) im Unterricht möglich. Somit ist der Versuch auch gesplittet und auf mehrere Unterrichtseinheiten verteilt durchführbar.