Geographie-Physik

Das neue MINT-Fach „Geographie-Physik“

Seit dem Schuljahr 2016/17 besteht am Gymnasium Siegburg Alleestraße (GSA) in den Jahrgangsstufen 8 und 9 (nach G9 in den Jahrgangsstufen 9 und 10) die Möglichkeit, das Differenzierungsfach Geographie-Physik mit den Teilbereichen Fernerkundung und Erdbeobachtung von der Internationalen Raumstation ISS zu wählen.  

Da das per se interdisziplinäre Fach Geographie eine enge Verbindung zur Physik – vor allem durch die Themen der Physischen Geographie – eingeht, werden im Rahmen dieses neuen Wahlpflichtfaches die fächerverbindenden Themen vor dem Hintergrund der Kerncurricula in NRW vertieft und erweitert. 

Warum „Geographie-Physik“?

Seit Oktober 2009 kooperiert das Gymnasium Siegburg Alleestraße (GSA) mit der Arbeitsgruppe Fernerkundung des Geographischen Instituts der Universität Bonn (RSRG) im Rahmen der Projekte “Fernerkundung in Schulen (FIS)” (FKZ 50EE0932) und „Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht“ (FKZ 50JR1307). Die Projekte werden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Ziel der Projekte ist es, Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufen I und II die Grundlagen der satellitengestützten Fernerkundung sowie die Auswertung dieser Daten in Hinblick auf fachspezifische Fragestellungen zu vermitteln. Unser Gymnasium als Partnerschule mit FIS-Zertifikat setzt die entwickelten digitalen Unterrichtsmodule seit Beginn der Kooperation regelmäßig im Geographieunterricht ein. Zudem realisierte das GSA in Zusammenarbeit mit „Columbus Eye“ und Partnern beim DLR, der NASA und des Deutschen Amateur- und Radioclubs (DARC) e.V. am 1. September 2014 am GSA einen erfolgreichen Live-Call zwischen zwanzig Schülerinnen und Schülern zum ESA-Astronauten Dr. Alexander Gerst auf der Internationalen Raumstation (ISS). 

Um die Synergieeffekte der gemeinsamen Kooperation auf der Grundlage einer umfassenden Bildungs- und Erziehungsarbeit in der Schulpraxis sowie in der universitären Lehre und Forschung zu nutzen, wird seit dem Schuljahr 2016/17 das neue Differenzierungsfach „Geographie-Physik“ mit den Teilbereichen Fernerkundung und Erdbeobachtung von der ISS für die Jahrgangsstufen 8 und 9 (nach G9: 9 und 10) am GSA angeboten. Das neue fächerverbindende Differenzierungsfach integriert die durch die RSRG entwickelten digitalen Unterrichtsmaterialien der Projekte „FIS“ und „Columbus Eye“ in Anlehnung an die Kernlehrpläne Geographie und Physik. Ab Juni 2017 werden ebenfalls die Unterrichtsmaterialien der Nachfolgeprojekte „KEPLER ISS – Kompetenzorientiertes, erfahrungsbasiertes und praktisches Lernen mit Erdbeobachtung von der ISS“ (FKZ 50JR1701) und „FIS III“ (FKZ 50EE1703) der AG Geomatik des Geographischen Instituts der Ruhr-Universität Bochum (GRG) im Unterricht erprobt und angewendet. 

Durch eine ergänzende Kooperation seit dem Schuljahr 2019/20 mit dem European Space Education Resource Office (ESERO Germany) können zudem Veranstaltungen zur Luft- und Raumfahrt besucht werden. 

Die Teilbereiche der satellitengestützten Fernerkundung und der Erdbeobachtung von der ISS bieten vor dem Hintergrund der Kooperation mit der RSRG des Geographischen Instituts der Universität Bonn als auch der GRG ein zentrales Element in der fächerverbindenden Verknüpfung der Fachbereiche Geographie und Physik. Dabei steht die Anwendung von satellitengestützter Fernerkundung und Erdbeobachtung von der ISS im Blickwinkel der Geographie, während die Grundlagen der Fernerkundung und der Erdbeobachtung von der ISS das Fach Physik bildet. Im Unterricht werden die von den Universitäten entwickelten interaktiven Unterrichtsmaterialien wie digitale Lernmodule oder -apps – auch mithilfe von Augmented Reality – eingesetzt. 

Im Teilbereich der Geographie werden die Themen der Physischen Geographie wie beispielweise der Klimageographie (Wie entstehen Wolken?) oder Themen an der Schnittstelle zwischen Physischer Geographie und Humangeographie wie zum Beispiel der Erforschung von endogenen Naturgefahren (Wieso gibt es Erdbeben oder Vulkanausbrüche?) untersucht. Dabei werden die Arbeitsmethoden der Geographie am Beispiel der Satellitenfernerkundung für geographisch relevante Fragestellungen angewendet: Wie und wofür können Fernerkundungsmethoden bei Naturgefahren angewendet werden?  

Im Teilbereich der Physik werden die Grundlagen der Fernerkundung wie beispielsweise das elektromagnetische Spektrum (Was ist das sichtbare Licht?) vertieft und die fächerverbindenden Unterrichtsinhalte zur Geographie wie zum Beispiel der Klimageographie (Wie ist die Atmosphäre aufgebaut?) untersucht.  

Der Teilbereich Geographie beginnt im ersten Halbjahr der Jahrgangsstufe 9 und schließt mit dem zweiten Halbjahr der Jahrgangsstufe 10 ab, während der Teilbereich Physik im zweiten Halbjahr der Jahrgangsstufe 9 und im ersten Halbjahr der Jahrgangsstufe 10 das fächerverbindende MINT-Fach bildet. Der Teilbereich der Geographie wird von einer Geographielehrkraft, der Teilbereich Physik von einer Physiklehrkraft im Team unterrichtet. Die Wissenschaftler der Uni Bonn und der Uni Bochum begleiten – u.a. durch (digitale) Expertentreffen und außerschulische Exkursionen – den fächerverbindenden Unterricht (s. Ziele der universitären Kooperation). 

Ziele der universitären Kooperation durch das MINT-Fach „Geographie-Physik“

• Übergeordnetes Ziel der Kooperationen zwischen der RSRG/GRG und dem GSA ist eine Intensivierung des Austausches zwischen schulischer Praxis und universitärer Lehre und Forschung. Dadurch soll eine Stärkung von Theoriewissen und Praxiserfahrung im Bereich der bildungswissenschaftlichen Forschung und Anwendung ermöglicht werden. 
• Grundlage des neuen Differenzierungsfaches „Geographie-Physik“ am GSA ab dem Schuljahr 2016/17 ist die Integration der digitalen Lernmodule und die Recherche- und Analysetools der Projekte „FIS“ sowie „Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht“. Ab dem Schuljahr 2017/18 wird diese Grundlage durch das Projekt „KEPLER ISS“ und „FIS III“ der GRG erweitert. Darüber hinaus sollen die universitären Unterrichtsmaterialien für die Fächer Geographie und Physik der Sekundarstufen I und II in Anlehnung an die Kerncurricula eingesetzt werden. 
• Ziel der partnerschaftlichen Zusammenarbeit ist die nachhaltige Integration des Themas Fernerkundung in den Schulunterricht der Sekundarstufen I und II. Durch den Einsatz der digitalen und fächerverbindenden Lernmodule der Projekte „FIS“, „Columbus Eye“ sowie „KEPLER ISS“ soll die Methodenkompetenz, die Medienkompetenz und das aktive und eigenständige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler gefördert werden.  
• Das Geographische Institut der Universität Bonn sowie der Ruhr-Universität Bochum kann als außerschulischer Lern- und Bildungsort für Schülerinnen und Schüler sowie für Lehrkräfte der Fachschaften Geographie und Physik den Austausch zwischen Schulpraxis und universitärer Lehre und Forschung ergänzen. 
• Ein aktiver Informationsaustausch zwischen den Lehrkräften des GSA und den Wissenschaftlern der RSRG und der GRG wird durch benannte Kontaktpersonen regelmäßig vorgenommen, um die Praxiserprobung der Unterrichtsmaterialien evaluieren zu können.