Satellitenortung realitätsnah im Klassenzimmer nachempfunden

Die Satellitenortung, umgangssprachlich auch oft als Satellitennavigation bezeichnet, ist eine Raumfahrttechnologie, die sich innerhalb eines Jahrzehnts, insbesondere durch die rasche Entwicklung entsprechend kleiner Empfangsgeräte und Smartphones, in vielen Bereichen unseres Alltags etabliert hat. Das physikalische Grundprinzip ist zwar relativ einfach, die technische Umsetzung jedoch überaus komplex. Da Physikunterricht, insbesondere in Bundesländern ohne speziellen Technikunterricht, auch die Aufgabe hat, moderne Technologien zu vermitteln, gab es bereits einige Bemühungen, Satellitenortung verständlich, auch über experimentelle Aufbauten, für Schülerinnen und Schüler zugänglich zu machen. Das hier vorgestellte Experimentierset NaviSat schafft einen sehr realitätsnahen Zugang zur Satellitenortung. Erstmals wurde damit ein auf digital kodierten akustischen Signalen basiertes Satellitenortungssystem für den Physikunterricht realisiert. Die Genauigkeit der Ortung liegt auch nach längerem Betrieb im Zentimeterbereich. Im praktischen Einsatz hat sich das Set mit Lehrer- und Schülergruppen aus verschiedenen Bundesländern bereits gut bewährt. Pünktlich zur Inbetriebnahme des Europäischen Satellitenortungssystems Galileo bietet NaviSat damit die Möglichkeit, diese anspruchsvolle aber auch faszinierende Technologie in adäquater Komplexität, verständlich und praktisch zu unterrichten

Validierung von NDVI-Messungen mit einer modifizierten Digitalkamera – Fernerkundung von Vegetation als Thema des Physikunterrichts

Die Satellitenfernerkundung ist eine wichtige und überaus vielseitige Disziplin der angewandten Raumfahrtforschung mit großem Einfluss auf unseren Alltag. Während in den letzten Jahren einige Bemühungen zu beobachten waren, das Thema im Geographieunterricht zu etablieren, blieb die Physik der Fernerkundung auf Grund zu teurer und zu komplexer Technik einem direkten Zugang bislang verwehrt. In diesem Beitrag soll daher eine kostengünstige Kameratechnik, welche sich dazu eignet eigene Messungen zur Fernerkundung von Vegetation durchzuführen, vorgestellt und mit Hilfe von Vergleichsmessungen einer Feldkampagne validiert werden. Abschließend wird auch auf konkrete Möglichkeiten zum Einsatz der Technik in Unterrichtsprojekten eingegangen

Satellitenortung realitätsnah im Klassenzimmer nachempfunden

Die Satellitenortung, umgangssprachlich auch oft als Satellitennavigation bezeichnet, ist eine Raumfahrttechnologie, die sich innerhalb eines Jahrzehnts, insbesondere durch die rasche Entwicklung entsprechend kleiner Empfangsgeräte und Smartphones, in vielen Bereichen unseres Alltags etabliert hat. Das physikalische Grundprinzip ist zwar relativ einfach, die technische Umsetzung jedoch überaus komplex. Da Physikunterricht, insbesondere in Bundesländern ohne speziellen Technikunterricht, auch die Aufgabe hat, moderne Technologien zu vermitteln, gab es bereits einige Bemühungen, Satellitenortung verständlich, auch über experimentelle Aufbauten, für Schülerinnen und Schüler zugänglich zu machen. Das hier vorgestellte Experimentierset NaviSat schafft einen sehr realitätsnahen Zugang zur Satellitenortung. Erstmals wurde damit ein auf digital kodierten akustischen Signalen basiertes Satellitenortungssystem für den Physikunterricht realisiert. Die Genauigkeit der Ortung liegt auch nach längerem Betrieb im Zentimeterbereich. Im praktischen Einsatz hat sich das Set mit Lehrer- und Schülergruppen aus verschiedenen Bundesländern bereits gut bewährt. Pünktlich zur Inbetriebnahme des Europäischen Satellitenortungssystems Galileo bietet NaviSat damit die Möglichkeit, diese anspruchsvolle aber auch faszinierende Technologie in adäquater Komplexität, verständlich und praktisch zu unterrichten

Validierung von NDVI-Messungen mit einer modifizierten Digitalkamera – Fernerkundung von Vegetation als Thema des Physikunterrichts

Die Satellitenfernerkundung ist eine wichtige und überaus vielseitige Disziplin der angewandten Raumfahrtforschung mit großem Einfluss auf unseren Alltag. Während in den letzten Jahren einige Bemühungen zu beobachten waren, das Thema im Geographieunterricht zu etablieren, blieb die Physik der Fernerkundung auf Grund zu teurer und zu komplexer Technik einem direkten Zugang bislang verwehrt. In diesem Beitrag soll daher eine kostengünstige Kameratechnik, welche sich dazu eignet eigene Messungen zur Fernerkundung von Vegetation durchzuführen, vorgestellt und mit Hilfe von Vergleichsmessungen einer Feldkampagne validiert werden. Abschließend wird auch auf konkrete Möglichkeiten zum Einsatz der Technik in Unterrichtsprojekten eingegangen

Das DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen

Das DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen ist eines von derzeit neun Schullaboren des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und ein typischer außerschulischer Lernort, der für eine Verkleinerung der MINT-Lücke sorgen soll

Schülerlabore: Lernen durch Forschen und Entwickeln

Schülerlabore haben sich mittlerweile als wirksame außerschulische Instrumente zur Förderung naturwissenschaftlicher Bildungsprozesse etabliert. Die Labore bieten vielfältige Lernanreize und komplementäre Möglichkeiten zur Anreicherung und Ergänzung des Unterrichts vor allem in Bezug auf authentische, lebensweltbezogene naturwissenschaftlich- technische Themenfelder und Arbeitsweisen. Die Angebote zum Lernen durch Experimentieren erweisen sich für die Breitenebenso wie für die Spitzenförderung als bedeutsam. Über eine verbesserte Vernetzung mit der Schulpraxis und der Lehrerbildung bieten die Labore weiter gehende Potenziale für Entwicklung der Qualität von Lehr- und Lernprozessen. Insbesondere verstärken sie die Rolle des erfahrungsbasierten Lernens. Als besonderes Beispiel wird das DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt beschrieben. Die Aktivitäten von Schülerinnen und Schülern werden von wissenschaftlichen und studentischen Betreuern in einem ehemaligen Satellitenkontrollraum und im noch benutzten Außengelände durchgeführt. Auch im Rahmen von Lehrerfortbildung wird dieser außerschulische Lernort gerne wahrgenommen

Entwicklung eines akustischen GALILEO-Simulators in einer LabView/myDAQ Umgebung

Im Rahmen eines 3-tägigen Workshops beim DLR Oberpfaffenhofen wurde das Sender- und Empfängersystem eines akustischen Galileo-Simulators mit Hilfe von myDAQs in einer LabView-Umgebung durch die Schülergruppe selbstständig konzipiert, entwickelt, getestet und technisch realisiert

The DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen - a science lab to attract young people to science and engineering

The DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen is a typical extracurricular science lab, its main objective being to attract secondary school students to science and technology. It has been developed and operated since 2003 by the German Aerospace Center DLR, Germany's national research centre for aeronautics and space as well as Germany's space agency. For this purpose, each of the eight DLR institutes at the Oberpfaffenhofen research site has designed experiments which are, on one hand, based on its respective core research areas and which, on the other hand, are suitable for secondary school students (age 14 to 18). In total, the School_Lab offers a total of 12 experiments in the research areas of • earth observation sensor technologies (visible, infrared, radar, and lidar) • processing and analysis of earth observation data • environmental research • meteorology • communication and navigation • robotics and mechanical simulation The scientific concept behind each of the experiments includes the involvement of scientific and technical experts, a combination of specialist know-how and high-tech equipment (hardware and software), continuous updating and permanent development of the experiments, and close relation to state-of-the-art research. The didactic concept for each experiment is based on small experimental groups (four students and one supervising student), emphasizing autonomous and haptical work, in a time frame of two hours per experiment. This approach is a straightforward application of the concept of IBSE (inquiry-based science education, as proposed by the European Commission ), allowing the level of complexity to be adjusted to each individual group, with the results depending on the students’ ages and capabilities. In its regular operation the experiments are open to secondary level school classes with up to 30 students. The visiting classes usually stay for one day, each student performs two different experiments. To date, more than 5,500 students have visited the DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen. The second important activity of the DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen is teacher education. Physics and natural science teachers are invited to learn about the science lab’s concept by an overview lectures, by science lessons about the ongoing research at the institutes, by performing the DLR_School_Lab experiments. Additionally, teachers are provided with written material about the science and didactics of the experiments. This facilitates to incorporate the experiments into their standard curricula and school education process and, thereby, helps to guarantee a sustainable effect of the students’ visits to the DLR_School_Lab. Close to 1.000 teachers have already been educated, the respective groups coming from individual secondary schools, or in the frame of regional teacher education seminars organised by the regional school authorities. The highest multiplication effect is achieved by educating seminar teacher (i.e. teachers educating the new teachers), up to date initiated three times by the Bavarian Teacher Education Academy. Altogether, the concept of the DLR_School_Lab is an excellent paradigm for a Research and Education Cooperation, the corresponding concept is well worth while being adopted by other similar research organisations in Europe

Honey bees navigate according to a map-like spatial memory

By using harmonic radar, we report the complete flight paths of displaced bees. Test bees forage at a feeder or are recruited by a waggle dance indicating the feeder. The flights are recorded after the bees are captured when leaving the hive or the feeder and are released at an unexpected release site. A sequence of behavioral routines become apparent: (i) initial straight flights in which they fly the course that they were on when captured (foraging bees) or that they learned during dance communication (recruited bees); (ii) slow search flights with frequent changes of direction in which they attempt to “get their bearings”; and (iii) straight and rapid flights directed either to the hive or first to the feeding station and then to the hive. These straight homing flights start at locations all around the hive and at distances far out of the visual catchment area around the hive or the feeding station. Two essential criteria of a map-like spatial memory are met by these results: bees can set course at any arbitrary location in their familiar area, and they can choose between at least two goals. This finding suggests a rich, map-like organization of spatial memory in navigating honey bees