Am Sternhimmel orientieren und Alltagsphänomene erklären

beobachtbare Alltagsphänomene als Folge von Rotation und Revolution erklären, zwischen scheinbaren und wahren Bewegungen unterscheiden. das Modell der scheinbaren Himmelskugel unter Angabe von Hilfslinien und Punkten erläutern. ausgewählte Sterne und Sternbilder mit verschiedenen Hilfsmitteln (z. B. analoger bzw. virtueller Sternkarte, Apps) bestimmen, entsprechenden Jahreszeiten zuordnen und als Orientierungshilfe nutzen. unter Verwendung des Horizontsystems mit analogen und digitalen Hilfsmitteln am Sternhimmel orientieren. Alltagsphänomene wahrnehmen, mit bloßem Auge gezielt beobachten und in ausgewählten Fällen mit einfachen Mitteln Beobachtungsdaten erfassen sowie mit digital ermittelten Angaben vergleichen. im Rahmen einer Beobachtung des Sternhimmels Sternbilder bestimmen und die Beobachtung mithilfe von Simulationssoftware oder Apps planen und dokumentieren. dokumentierte Beobachtungsergebnisse mit digitalen Mitteln aufbereiten und unter Verwendung der Fachbegriffe präsentieren. die Bedeutung von Alltagsphänomenen für das Leben bewerten. Beobachtungsorte nach verschiedenen Kriterien (u. a. Lichtverschmutzung) einschätzen und auswählen. den Wert von analogen und digitalen Hilfsmitteln zur Orientierung am Sternhimmel vergleichen.

Unseren Platz im Sonnensystem charakterisieren

den Aufbau des Sonnensystems vereinfacht beschreiben. die Bewegung der Objekte im Sonnensystem mittels Simulationssoftware darstellen, erläutern, mithilfe der Gravitation erklären und deren Auswirkungen exemplarisch nennen. wesentliche Eigenschaften ausgewählter Planeten und des Mondes mit denen der Erde vergleichen. den Aufbau der Sonne sowie den Prozess der Energiefreisetzung durch Kernfusion vereinfacht beschreiben. Zusammenhänge zwischen Sonnenaktivität und Erscheinungen auf der Erde darstellen. Planetensichtbarkeit aus geozentrischer und heliozentrischer Sicht mithilfe von Simulationssoftware oder Apps vergleichen. naturwissenschaftliche Modelle verwenden, Modell und Realität miteinander vergleichen. die Beobachtung ausgewählter Himmelskörper (z. B. Mond, Sonne) planen, durchführen und dabei auf Sicherheitsbestimmungen achten, protokollieren und auswerten sowie in einem geeigneten digitalen Produkt darstellen und adressatengerecht präsentieren. ausgewählte Himmelskörper entsprechend ihren Eigenschaften den Gruppen von Objekten zuordnen. Planeten nach verschiedenen Kriterien (erd- und jupiterähnliche, innere und äußere) mithilfe unterschiedlicher Medien analysieren und klassifizieren. den Aufbau von Einzelobjekten und Systemen sowie den Ablauf von Prozessen und Bewegungen im Sonnensystem modellhaft darstellen, mithilfe von Zeichnungen, Funktionsmodellen bzw. in einem geeigneten digitalen Produkt darstellen und adressatengerecht präsentieren. den Verlauf und die Ergebnisse einer Beobachtung sach- und adressatengerecht präsentieren sowie geeignete Bedingungen für Beobachtungen ableiten. Bedingungen für Leben auf anderen Objekten des Sonnensystems diskutieren. die Bedeutung der Sonne für das Leben auf der Erde auch unter Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit im Sinne erneuerbarer Energien erläutern. Gefahren für die Erde durch die Bewegungen von Kleinkörpern diskutieren. die Einzigartigkeit und Verletzbarkeit unseres Lebensraums Erde diskutieren.

Astronomische Forschung und Erkenntnisse beurteilen

Astronomie als sich ständig entwickelnde Wissenschaft beschreiben. Beobachtungsgeräte klassifizieren. ausgewählte Objekte astronomischer Forschung erläutern. Informationen zu Methoden (insbesondere Beobachtung) und Ergebnissen astronomischer Forschung sowie deren Nutzung sammeln und analysieren. ausgewählte Ereignisse aus Astronomie und Raumfahrt mittels diverser Informationsportale verfolgen und dokumentieren. Ergebnisse astronomischer Forschung mithilfe digitaler Medien sachund adressatengerecht präsentieren. den Besuch eines außerschulischen Lernortes dokumentieren sowie die Ergebnisse in einem geeigneten digitalen Produkt darstellen und adressatengerecht präsentieren. zu aktueller astronomische Forschung in verschiedenen Medien recherchieren und Untersuchungsmethoden und Ergebnisse sach-, situations- und adressatenbezogen präsentieren. astronomische Erkenntnisse früher Hochkulturen sowie Leistungen ausgewählter Astronomen darstellen und vor dem historischen Hintergrund bewerten. Gegenstand der Astronomie und der Astrologie vergleichen. Weltbilder vor ihrem historischen Hintergrund bewerten und mit dem modernen Weltbild vergleichen. den Nutzen der Raumfahrt anhand ausgewählter Kriterien (z. B. nachhaltige Entwicklung, Partnerschaften, Klimaforschung, Weltraummüll) und unter Berücksichtigung ihrer Bedeutung für die globale Kommunikation bewerten.

Ausgewählte Entwicklungen im Universum beschreiben

den Aufbau des Universums vereinfacht beschreiben und Entwicklungstheorien überblicksartig darstellen. Aufbau des Milchstraßensystems vereinfacht beschreiben. die Entfernung von Sternen vergleichen. Zustandsgrößen von Sternen nennen und vergleichen. mit dem Hertzsprung-Russell-Diagramm als Temperatur-LeuchtkraftDiagramm Zustände ausgewählter Sterne auch mit Hilfe einer Simulation beschreiben. qualitative Zusammenhänge zwischen Leuchtkraft, scheinbarer Helligkeit und Entfernung sowie zwischen Radius, Masse und mittlerer Dichte beschreiben. Entstehung und Entwicklung von Sternen vereinfacht beschreiben. Objekte, Prozesse und Entwicklungen mithilfe von gegenständlichen bzw. digitalen Tabellen und Simulationen veranschaulichen. aus der Masse den Entwicklungsweg eines Sterns ableiten. den Blick in den Weltraum als Blick in die Vergangenheit interpretieren. mit dem Hertzsprung-Russell-Diagramm den Lebensweg von Sternen darstellen. die Bedeutung der Entwicklung der Sonne für das Leben auf der Erde erläutern und diskutieren. aus den Zusammenhängen zwischen der Sonnenaktivität und der Entwicklung des Erdklimas sowie weiteren Ereignissen Schlussfolgerungen ziehen und diese in Diskussionen zur Klimaproblematik einbringen. die Bedeutung der Dunklen Materie und der Dunklen Energie für die Entwicklungsprozesse im All diskutieren.

Bewegung der Himmelskörper für Zeiteinteilung und astronomische Kalender nutzen

aus den Gesetzmäßigkeiten der wahren und scheinbaren Bewegung der Himmelskörper Zeitmaße ableiten. Sonnen- und Sterntag sowie tropisches und siderisches Jahr mithilfe von Simulationen vergleichen. Uhrzeiten in anderen Zeitzonen und Ländern unter Berücksichtigung getroffener internationaler Regelungen mit analogen und digitalen Mitteln bestimmen. verschiedene Kalender miteinander vergleichen. auf geeignete Weise die Nord-Süd-Richtung und die Sonnenhöhe zu verschiedenen Zeitpunkten des Jahres bestimmen. mit einfachen Mitteln eine Sonnenuhr anfertigen, deren Funktionstüchtigkeit präsentieren, die Funktionsweise beschreiben und die Grenzen der Nutzbarkeit aufzeigen. zu Aspekten der Zeitmessung regionale Bezüge recherchieren und kommunizieren. den Zusammenhang zwischen den Zeitzonen und dem Gradnetz der Erde beschreiben. die Entstehung und Verwendung verschiedener Kalender vor dem kulturellen und historischen Hintergrund bewerten. die Bedeutung von Zeitzonen bzw. Zeitverschiebungen vor dem Hintergrund eigener Erfahrungen darstellen.

Forschungsergebnisse zu Planeten, Monden und Kleinkörpern sichten und auswerten

exemplarisch Möglichkeiten und Wege zur Ermittlung von Größen wie Masse, Entfernung, Durchmesser im System Sonne-Erde-Mond beschreiben. anhand von Oberfläche, Atmosphäre, Satellitensystem und Magnetfeld ausgewählte Planeten charakterisieren und nach verschiedenen Kriterien klassifizieren. Kleinkörper, deren Eigenschaften und die von ihnen ausgehenden Naturerscheinungen überblicksartig darstellen. den Erdmond als „Begleiter“ der Erde auch in seinen Wechselwirkungen mit der Erde beschreiben. Methoden der Planetenforschung exemplarisch darstellen. Eigenschaften von Planeten, Monden und Kleinkörpern jeweils untereinander aber auch miteinander mithilfe unterschiedlicher Medien vergleichen sowie gegebene Strukturen ableiten. die Erde als einzig möglichen Lebensraum für irdisches Leben ableiten. eine Fernrohr-Beobachtung zu einem ausgewählten Objekt planen, durchführen. dabei auf Sicherheitsbestimmungen achten. und auswerten. Hypothesen zur Entstehung und Anordnung von Objekten im Sonnensystem aufstellen. Unterschiede zwischen Hypothesen und gesicherten Erkenntnissen nennen. eine Materialsammlung zu einem ausgewählten Objekt erstellen, in einem geeigneten digitalen Produkt darstellen und adressatengerecht präsentieren. Objekte, deren Eigenschaften und vorhandene Strukturen adressatengerecht veranschaulichen. ausgewählte historische Leistungen bei der Erforschung des Sonnensystems beschreiben und bewerten. Eigenschaften von Objekten und Strukturen im Sonnensystem deuten. Vorhersagen für die Entwicklung ausgewählter Objekte im Sonnensystem bewerten. Kleinkörperforschung im Zusammenhang mit der Verletzlichkeit der Erde bzw. Rohstoffgewinnung bewerten.

Informationen zu astronomischen Ereignissen sowie Erscheinungen gewinnen und auswerten

geeignete Quellen zur Gewinnung von Informationen über astronomische Ereignisse und Erscheinungen nennen und bewerten. Videoaufzeichnungen zu astronomischen Ereignissen und Erscheinungen analysieren. astronomische und physikalische Grundlagen von Ereignissen und Erscheinungen beschreiben. aktuell beobachtbare Ereignisse und Erscheinungen durch z. B. eine Beobachtung mit bloßem Auge, Fernrohrbeobachtung, Exkursion in Sternwarte, Internetrecherche, die Nutzung von Videoaufzeichnungen analysieren oder mittels diverser Informationsportale verfolgen und in geeigneter Weise dokumentieren. die für Beobachtungen und Erkundungen notwendigen Zeiten und sonstigen Ressourcen planen. verschiedene Quellen zur Informationsgewinnung nutzen. Ergebnisse von Beobachtungen und Recherchen in geeigneter Weise (z. B. Anfertigung einer Belegarbeit, Ausgestaltung des Fachraumes, Anlegen einer Sammlung, digitale Präsentation) dokumentieren, visualisieren und adressatengerecht präsentieren. direkte und mittelbare Beobachtungsmöglichkeiten für die Wahrnehmung und das Verständnis astronomischer Abläufe vergleichen. den Wert verschiedener Medien für die Informationsgewinnung und -auswertung beurteilen. Arbeitsprozesse im Zusammenhang mit der Erkundung und Auswertung astronomischer Ereignisse und Erscheinungen reflektieren.

Über Raumfahrtmissionen recherchieren und Ergebnisse präsentieren

Raumfahrtmissionen zur Erforschung kosmischer Objekte sowie der Fernerkundung der Erde und deren Rolle bei der astronomischen Forschung überblicksartig beschreiben. ausgewählte Raumfahrtmissionen nach Kriterien klassifizieren. eine online-Recherche zu Zielen, Rahmenbedingungen (beteiligte Länder oder Organisationen, Einbindung in Programme, bereitgestellte Mittel), zeitlichem und räumlichem Verlauf sowie Ergebnissen einer ausgewählten Raumfahrtmission innerhalb einer Gruppe arbeitsteilig planen, durchführen und dokumentieren. mithilfe digitaler Werkzeuge Informationen und Materialien zusammentragen, ordnen und aufbereiten. kooperative und kollaborative Formen der Zusammenarbeit praktizieren. geeignete Formen digitaler Ergebnispräsentation erproben. den Prozess der Recherche zu Zielen, Rahmenbedingungen (beteiligte Länder oder Organisationen, Einbindung in Programme, bereitgestellte Mittel), zeitlichem und räumlichem Verlauf sowie Ergebnissen einer ausgewählten Raumfahrtmission kommunizieren. Ergebnisse von Raumfahrtmissionen anhand ausgewählter Messdaten, Bilder oder sonstiger Materialien darstellen sowie im oder auch außerhalb des Unterrichts präsentieren. Ergebnisse von Raumfahrtmissionen im Hinblick auf eine nachhaltige Lebensweise bewerten. die Effektivität globaler Partnerschaften diskutieren. die Wirtschaftlichkeit von Raumfahrtmissionen beurteilen. die Internetrecherche als eine Form der Informationsbeschaffung reflektieren. Vor- und Nachteile von kooperativen und kollaborativen Formen der Zusammenarbeit beurteilen.

Klassische Arbeitstechniken und -methoden der astronomischen Forschung kennenlernen und exemplarisch umsetzen

elektromagnetisches Spektrum überblicksartig beschreiben und die Bereiche nach ihrem Informationsgehalt klassifizieren. ausgewählte Beobachtungsgeräte und deren Leistungsparameter nennen sowie Nutzungsmöglichkeiten beschreiben. Ephemeriden von Sonne, Mond und Planeten zum Auffinden von Objekten am Sternhimmel nutzen. erdgebundene und satellitengestützte Beobachtungssysteme vergleichen. geographische Breite aus Kulminationshöhe bestimmen. Horizontsystem und Äquatorsystem mit dem Gradnetz der Erde vergleichen. eine langfristige Beobachtung des Sternhimmels digital oder analog dokumentieren, beobachtete Veränderungen beschreiben und auf die wahren Bewegungen schließen. aus Medien gewonnene Informationen zum aktuellen Sternhimmel sowie Arbeitstechniken und -methoden der Astronomie aufbereiten und sach- und adressatengerecht präsentieren. astronomische Aufnahmen auswerten. beim Besuch einer Sternwarte Möglichkeiten und Grenzen der Himmelsbeobachtung diskutieren. Hauptstandorte astronomischer Forschung auch unter dem Aspekt der Lichtverschmutzung bewerten.

Prozesse auf der Sonne und deren Auswirkungen beschreiben

Energiefreisetzung durch Kernfusion (Proton-Proton-Prozess) beschreiben sowie Transportmechanismen im Sonneninnern erklären. Solarkonstante experimentell bestimmen. den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur und Strahlungsleistung erklären. Sonnenspektrum als „Visitenkarte der Sonne“ beschreiben. Leuchtkraft und Massenverlust der Sonne berechnen. Auswirkungen der Sonnenaktivität auf die Erde beschreiben. Lebensweg der Sonne mit denen anderer Sterne vergleichen. Sonnenspektrum analysieren. Beobachtung und Kartierung von Sonnenflecken digital durchführen. Sonnenzyklen aus Datensammlungen ableiten. Erscheinungsformen von Sonnenaktivitäten in ihren Zusammenhängen darstellen. die Nutzung der Solarenergie als klimaneutrale Lösung diskutieren. mithilfe digitaler Medien die Prozesse auf der Sonne und deren Auswirkungen sach- und adressatengerecht präsentieren. Leistungen von S. H. Schwabe beurteilen. Schutzfunktion des Erdmagnetfeldes für das Leben und die digitale Infrastruktur auf der Erde bewerten. notwendige Schutzmaßnahmen bei Sonnenbeobachtungen ableiten und anwenden. Auswirkungen der Sonnenaktivität auf historische und die aktuellen Klimaveränderungen der Erde diskutieren.

Größere Strukturen im All im Überblick kennenlernen

Strukturhierarchie des Weltalls überblicksartig darstellen. Größen und Abstände von Galaxien vergleichen. Galaxis in Galaxienhaufen (Lokale Gruppe und Virgo-Galaxienhaufen) einordnen. Gravitation als universelle Anziehungskraft beschreiben. Gravitationswechselwirkungen im Zusammenhalt von Sternen und Galaxien erklären. Belege für das Urknallmodell (Galaxienflucht, 3K-Strahlung, Elementhäufigkeit) nennen. Animationen zur Veranschaulichung und zum Verständnis komplexer Strukturen und Vorgänge im Universum nutzen. Galaxien als Bausteine des Weltalls in bekannte Strukturen einordnen. erste Vorstellungen zur Verteilung und Materiedichte im Universum entwickeln. ungeklärte Fragen der Strukturentstehung diskutieren. die Ausdehnung des Raumes zwischen den Galaxien mithilfe von Abbildungen, Modellen und Animationen veranschaulichen. aktuelle Forschungsergebnisse recherchieren und präsentieren. Ergebnisse in der Radioastronomie diskutieren. mithilfe digitaler Medien die größeren Strukturen im All im Überblick sach- und adressatengerecht präsentieren. Hypothesen über die Strukturentstehung entwerfen und beurteilen. Wabenstruktur als größte Ordnung im Weltall interpretieren.

Physikalisch-technische und historische Aspekte der Raumfahrt verstehen

den Bewegungsablauf von Raumflugkörpern sowie die dabei zu lösenden Probleme anhand bekannter physikalischer Größen und Gesetzmäßigkeiten beschreiben. die 1. kosmische Geschwindigkeit berechnen und die 2. kosmische Geschwindigkeit interpretieren. Geschwindigkeiten von Satelliten berechnen. Antriebs- und Steuerprinzip einer Rakete exemplarisch erklären. Ziolkowski-Gleichung interpretieren. wesentliche Etappen der Raumfahrt sowie künftige Vorhaben recherchieren und analysieren. Möglichkeiten von Satelliten und Raumsonden zur Erkundung der Erde und weiterer Himmelskörper diskutieren. kosmische Geschwindigkeiten und ihre Bedeutung für die Bahnformen von Flugkörpern miteinander vergleichen. wesentliche Nutzungsmöglichkeiten der bemannten und unbemannten Raumfahrt darstellen. mit der Raumfahrt verbundene technische, medizinische und biologische Probleme diskutieren. mithilfe digitaler Medien die physikalisch-technischen und historischen Aspekte der Raumfahrt sach- und adressatengerecht präsentieren. den Nutzen der Raumfahrt unter ökonomischen, ökologischen und wissenschaftlichen Aspekten reflektieren. gesellschaftspolitische Aspekte der Raumfahrt an ausgewählten Beispielen erläutern. zukünftige Vorhaben der Raumfahrt bewerten.

Gesetzmäßigkeiten der Himmelsmechanik erkennen und anwenden

unter Verwendung von astronomischen Koordinatensystemen und Orientierungshilfen Kulminationshöhen und Kulminationszeiten von Sternen berechnen. die Zirkumpolarität von Sternen und Sichtbarkeitsbedingungen von Planeten durch Berechnungen erläutern. mithilfe des Gravitationsgesetzes und der Kepler‘schen Gesetze u. a. Massen und mittlere Dichten berechnen. die Wirkungen der Präzession der Erdachse erläutern. Daten als Berechnungsgrundlagen aus geeigneten Internetquellen (Datenbanken, Simulationssoftware) entnehmen. Bahnparameter von Raumflugkörpern am Beispiel ausgewählter Raumfahrtmissionen berechnen und erläutern. Ellipsenbahnen von Planeten und Kometen berechnen und untereinander vergleichen. ausgewählte astronomische Phänomene (z. B. den Zerfall eines Kometen) darstellen und diskutieren. Bedeutung des Gravitationsgesetzes für die astronomische Forschung bewerten. Gefahren durch Kleinkörper und Abwehrmöglichkeiten diskutieren. astronomische Tierkreissternbilder und astrologische Tierkreiszeichen in Kenntnis der Präzession der Erdachse vergleichen.

Zustandsgrößen der Sterne berechnen und vergleichen

Entfernungen und Zustandsgrößen von Sternen erläutern und berechnen. Absorptionslinienspektrum erläutern. Doppelsterne beschreiben und insbesondere deren Massen berechnen. Zustandsgrößen von Sternen mit denen der Sonne vergleichen. Zusammenhänge zwischen Leuchtkraft, Helligkeiten und Entfernungen sowie zwischen Photosphärentemperatur und Farbe von Sternen ableiten und erklären. Entfernungen im Sonnensystem, in der Milchstraße und im Universum vergleichen und durch modellhafte Darstellungen veranschaulichen. Hertzsprung-Russell-Diagramm als Zustandsdiagramm interpretieren. Grenzen von Methoden der Entfernungsbestimmung bewerten und Anforderungen an Messmethoden ableiten. besondere Bedeutung der Masse für das Gesamtverständnis des Universums erläutern. die gewissenhafte Arbeit in der astronomischen Forschung beim praktischen Ermitteln ausgewählter Größen (z. B. Parallaxe) diskutieren.

Entstehung und Entwicklung der Sterne beschreiben und erklären

Struktur und stoffliche Zusammensetzung interstellarer Materie im Universum beschreiben. Bedingungen für die Entstehung von Sternen beschreiben (Jeans-Kriterium). Ursachen für unterschiedliche Entwicklungswege bei Sternen und deren Endstadien erläutern. Zusammenhang zwischen der Elemententstehung im Universum sowie der Entstehung von Planeten und Leben beschreiben. die Verweildauer eines Sterns im Hauptreihenstadium in Abhängigkeit von seiner Masse anhand von Berechnungen begründen. das Alter von Sternhaufen berechnen und miteinander vergleichen. Hertzsprung-Russell-Diagramm als Entwicklungsdiagramm interpretieren. die unterschiedliche und nicht gleichzeitige Entwicklung der Objekte im Universum diskutieren. Informationen zu aktuellen Entdeckungen mithilfe digitaler Medien dokumentieren, präsentieren. zukünftige Entwicklungen im Sonnensystem diskutieren und mögliche Auswirkungen auf das irdische Leben ableiten und erläutern. die Bedeutung von aktuellen Forschungsergebnissen diskutieren.

Aufbau und Entwicklung des Universums beschreiben

Aufbau und Rotation der Galaxis beschreiben. Masse der Galaxis und des zentralen Schwarzen Loches bestimmen. extragalaktische Sternsysteme klassifizieren. die Bewegung von Galaxien untereinander und ihre Folgen beschreiben. Entfernungen von Galaxien (u. a. mit der Helligkeitskurve von Cepheiden) bestimmen sowie Dimensionen und Strukturen im Universum ableiten. das Alter des Universums in Abhängigkeit von der Hubble-Konstanten H0 erkennen und unterschiedliche Werte von H0 interpretieren. die Bedeutung der Dunklen Materie und der Dunklen Energie für Bewegungen und Zustände im Universum erklären. über Bedingungen für die Entstehung von Leben im Universum diskutieren. die Allgemeingültigkeit von Naturgesetzen im Universum diskutieren. Informationen zu kosmologischen Themen mit digitalen Werkzeugen dokumentieren und präsentieren. das Sonnensystem mit anderen Planetensystemen vergleichen. Möglichkeiten und Wahrscheinlichkeiten der Kontaktaufnahme zu außerirdischen Lebensformen beurteilen.