Satellitennavigation

1.1 Unterrichtsablauf

• Der Meilenstein Satellitennavigation beginnt mit einer Unterrichtslektion, in der die Klasse ein eigenes Navigationssystem erfindet. Damit navigieren sich die Zweiergruppen durch einen Postenlauf. Wir nennen ihn in der Folge NOStenlauf, weil die Inhalte auf Nature of Science basieren. Im NOStenlauf eignet sich die Klasse viel Wissen um die Satellitennavigation an.

  Der NOStenlauf beginnt mit vier Repetitionsposten (R-Posten) im Schulzimmer. Die Reihenfolge spielt keine Rolle. Die Gruppen, die die R-Posten erledigt haben, werden dann zu den weiteren Posten geschickt. Für das Verständnis der Satellitennavigation sind nur die Repetitions- und Basisposten zu lösen. 

  • B-Posten: Basisposten - (3 - 4 fache Ausführung)

  • P-Posten: praktische Posten

  • T-Posten: theoretische Posten

  • Z-Posten: Zusatzposten

• Der NOStenlauf wird mit dem Organisationsblatt durchgeführt.

  In der Abschlusslektion wird von der Lehrkraft das gesammelte Wissen überprüft und vertieft.

1.2 Materialliste Lehrkraft

• Organisationsblatt NOStenlauf

• 20 NFC Tags bestellen und programmieren

1.3 Lernziele

• R1 - Die Einteilung der Erde in Längen- und Breitenkreise im 3D Modell.

• R2 - Umrechnen von Geschwindigkeit, km/h - m/s - km/s

• R3 - Eine Vorstellung für sehr kurze Zeitabschnitte entwickeln, indem die Gruppen einen Versuchsaufbau zur genauen Zeitmessung entwickeln.

• R4 - Winkel konstruieren und berechnen und den Zusammenhang mit mit den Breitenkreisen erkennen.

2.1 Phönizier

• Die Phönizier eignen sich gut zur Einleitung in das Thema Navigation. Dank ihrer Navigationskenntnisse haben sie im ganzen Mittelmeerraum Handel getrieben.

  Zuerst werden sie zeitlich und geografisch eingeordnet. 

2.2 Fähigkeiten der Phönizier

• Navigation
  

  Die Phönizier segelten nach gut erkennbaren Landpunkten. Die Lagebeschreibung hielten sie auf Holztafeln und Papyrus fest. Diese gaben sie in Form von Erzählungen an die Nachfolger weiter. Sie wurden in den Jeweiligen Hafenstädten aufbewahrt, damit sich die Navigatoren informieren konnten. Mit Hilfe von Wasserströmungen dem Wetter, der Sonne und dem Polarstern orientierten sie sich auch ohne Sichtkontakt zur Küste.

  Die Boote blieben möglichst in Küstennähe und ruderten bzw. segelten immer die gleiche Routen zu den gleichen Zielen.
  
  Schiffsbau, Häfen
  

  Die Schiffe wurden aus Holz gebaut. Sie waren um die 10m lang und wurden mit einem rechteckigen Segel und mit Rudern angetrieben.

  Die Phönizier bauten aus gesägten Natursteinen künstliche Hafenanlagen um ihre Schiffe vor Stürmen zu schützen und den Handel zu vereinfachen.
  
  

  Handel
  

  Um den Handel zu kontrollieren bauten die Phönizier Stützpunkte am Meer. Sie dienten auch der Navigation. Das wichtigste Handelsprodukt war Erz um Bronze und Eisen herzustellen. Daneben wurden Luxusartikel

  (Textilien, Möbel, Elfenbeinschnitzereien, Glas- und Metallwaren) und Gewürze gehandelt.
  
  

• Schrift
  

  Die Phönizier haben die erste alphabetische Schrift erfunden. 22 Konsonanten bilden die Urform unseres Alphabets.
  
  

• Geld
  

  Um den Handel zu vereinfachen haben die Phönizier eigenes Geld erschaffen. Nicht bewiesen ist die These, dass sie das Geld erfunden haben.
  
  

• Weitere Infos
  

  Bilder:

  Entdeckungen: Die Phönizier und ihre Schiffe - Bilder & Fotos - WELT 

  Infos:

  Phönizier (de-academic.com) 

  Phönizien | Luwian Studies 

  § 10. Die Münzen der Phönizier und Karthager. (degruyter.com) 

3.1 Durch das Schulhaus navigieren

• Die Klasse erfindet ein möglichst einfaches System zum Auffinden verschiedener Orte im Schulhaus. Es wird, wie zu Zeiten der Phönizier, ohne Hilfsmittel gearbeitet. Der Klasse soll möglichst viel Spielraum in der Gestaltung gegeben werden.

  Ziel ist ein von der Klasse erarbeitetes System, das durch gemeinsame Diskussionen verbessert wird. In Zweiergruppen wird ein System zur Orientation im Schulhaus erfunden. Das soll genauer als das bestehende mit den Zimmernummern sein. Die Genauigkeit soll etwa bei einem Meter liegen. Durch gegenseitiges Ausprobieren wird die Zuverlässigkeit überprüft. In der anschliessenden Disskussion wird das beste System oder eine Kombination von mehreren Ideen festgelegt.

3.2 Codierung

• Um das Navigationssystem zu verfestigen, sollen die Gruppen eine möglichst kurze und klare Codierung für einen Ort erfinden. Diese Codes werden nochmals in der Klasse ausgetauscht. Die Klasse einigt sich nun auf ein System, das die Lehrkraft an der Wandtafel notiert. Es ist wichtig, dass die Klasse das ganze System selber festlegt und sich die Lehrkraft mit Ideen zurückhält.

3.4 Auswertung

• Für einen nachhaltigen Lernerfolg der Klasse ist eine Auswertung in Form einer Diskussion sehr wichtig. 
  Das von den Gruppen entwickelte Navigationssystem wird von der Lehrkraft notiert, so dass die Klasse es sehen kann.

3.5 Theorie Satellitennavigation

• Im nachfolgenden Dokument sind die theoretischen Hintegründe zur Satellitennavigation dokumentiert:

   

  PDF Download

4.1 Material

• Geeignete NFC Tags können über die folgenden Linksbestellt werden: 

  

  als Anhänger und zum Aufkleben

• Der NOStenlauf wird mit dem Organisationsblatt durchgeführt.

4.2 Tags programmieren

• Android

  1. App NFC TagWriter von NXP in Google Play herunter laden und installieren.
  2. Datensatz speichern
     NXP TagWriter App öffnen - Schreiben - Neuer Datensatz - Linktitel eingeben: R1 - Längen und Breiten - Website eingeben: https://kommint.ch/index.php/r1 - Speichern und für alle Posten wiederholen
  3. Datensatz auf NFC Tag schreiben
     NXP TagWriter App öffnen - Schreiben - Datensätze - R1 - Längen und Breiten - Auswahl treffen, je nach Wunsch - schreiben - Berühren, um zu speichern - fertig
  4. Programm schliessen und ausprobieren. Mit dem Handy über den NFC Tag fahren. Nun sollte die Aufgabe R1-Längen und Breiten angezeigt werden.

  Lösungen bei Problemen

  • Beim Programmieren der NFC Tags keine Start-App hinzufügen. 

• Apple

  1. App NFC TagWriter by NXP im App Store herunterladen und installieren.
  2. Datensatz speichern
     Seite für Posten auf iPhone öffnen: https://kommint.ch/index.php/r1 - URL kopieren - NXP TagWriter App öffnen - New - Link - Titel eingeben: R1 - Längen und Breiten - Kopierte URL des Postens bei URL Data eingeben - Save & Write - Für alle Posten wiederholen
  3. Datensatz auf NFC Tag schreiben
     NXP TagWriter App öffnen - My Datasets - Datensatz (Link) auswählen - Write - Save & Write anklicken - NFC Tag in Nähe der Kamera halten - Save & Write - Fertig
  4. Datensatz auslesen
     App NFC TagInfo by NXP im App Store aufs iPhone laden - App öffnen - Tag berühren - Scannen & Starten - Gespeicherte Webseite wird in der TagInfo App geöffnet.

  Lösungen bei Problemen

  • URL direkt auf Webseite im Browser kopieren.
  • Tag während Lesen und Schreiben in Nähe der Kamera bewegen.
  • Nur iPhones ab iPhone 6 sind NFC-fähig.

5.1 Poster ergänzen

• Die halbfertigen Poster werden von den einzelnen Gruppen vervollständigt und im Klassenverband erklärt. Die Schülerinnen und Schüler sollen Verständigungsfragen stellen, die Lehrkraft korrigiert falsche und unklare Inhalte. 

5.2 Theater spielen

• Die Klasse erhält den Auftrag aus der Politik ein Satellitennavigationssystem zu entwickeln.
  Sie wissen dank dem Unterricht, wie das System funktioniert. Nun müssen sie den Politikern in Form eines Theaters erklären, wie das System funktioniert.
  Im zweiten Teil werden Fragen von der Politik gestellt. 

  Mögliche Fragen

  • Was ist der Nutzen dieses Systems?
  • Gibt es negative Auswirkungen?
  • Welche Veränderungen gibt das für die Menschen?
  • Brauchen wir dieses System überhaupt?