Gerd Homberg, StD

- Handout -

Schatzsucher unterwegs – Geocaching im Unterricht ?!

I n h a l t s v e r z e i c h n i s

1. Geocaching – was ist das?........................................................................................... 2

2. Geocaching – wie funktioniert das?............................................................................. 3

3. Geocaching – ein Sammelname für eine weltweite Bewegung.................................. 5

4. Orientierungskompetenz im Erdkundeunterricht der Sekundarstufe I...................... 8

5. GIS im Unterricht ..........................................................................................................10

6. OpenStreetProjekte im Unterricht ...............................................................................10

7. Wichtige Internetadressen...........................................................................................15

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1. Geocaching1 – was ist das? Dank des ehemaligen US-Präsidenten Bill Clinton konnte sich in den letzten Jahren weltweit ein neues Hobby entwickeln – eine Art moderne Schatzsuche oder Schnitzeljagd, die auf dem sachgerechten Umgang mit moderner Navigationstechnik, nämlich GPS-Empfängern, basiert: „Geocaching“.

Es gibt Leute, die verstecken irgendwo an einer bestimmten Stelle einen Behälter voller kleiner, netter Dinge und einem Notizbüchlein, dem Logbuch und veröffentlichen dann die Koordinaten des Verstecks im Internet. Die Schatzsucher suchen das Versteck auf, behalten eine Überraschung aus dem Behälter zur Erinnerung für sich, legen eine neue Überraschung für die kommenden Schatzsucher hinein, tragen sich im Logbuch als Finder ein und bestätigen ihren Fund mit einem Bild im Internet. „Beim GPS (Global Positioning System = weltweites Ortungssystem) handelt es sich um ein von den USA betriebenes System, mit dem es möglich ist, einen Ort auf der Erde auf einige Meter genau (und genauer) zu bestimmen“. Das GPS wurde vom US-amerikanischen Verteidigungsministerium entwickelt und war ursprünglich zur Positionsbestimmung und Navigation im militärischen Bereich vorgesehen. Deshalb wurden die Satellitensignale durch Hinzufügen künstlicher Fehler (Selected Availability) verändert, so dass die Genauigkeit für die zivile Nutzung auf etwa 100 m beschränkt wurde. Diese künstlichen Fehler konnten von der US-Armee herausgerechnet werden, so dass dem US-Militär trotzdem eine hohe Genauigkeit zu Verfügung stand. Im Mai 2000 kündigte der US-amerikanische Präsident Clinton an, dass diese Funktion abgeschaltet würde. So kann das GPS-Signal heute von jedem kostenlos genutzt werden, der einen GPS-Empfänger besitzt. Am 3. Mai 2000 schlug der US-Amerikaner Dave Ulmer vor, das Aufheben der Selective Availability (SA) „ausgewählte Verfügbarkeit“ - künstlichen Unschärfe zu feiern. Er versteckte einen Behälter mit irgendwelchen Utensilien in den Wäldern bei Portland/Oregon und veröffentlichte die Position des Versteckes in einem „Posting“ in der Newsgroup „sci.geo.satellite-nav“. Bemerkenswert ist, dass seine Idee bereits die Kernelemente des Hobbys enthält, die auch heute noch die Basis des Spieles bilden. Es ist alles beschrieben: Das Gefäß, der „Schatz“, das Logbuch, die Regel „nimm etwas, gib etwas und trage dich in das Logbuch ein“. Dave Ulmer hatte mit seinem Newsgroup-Posting das Geocaching erfunden.

1 engl. cache = geheimes Lage, Versteck; to cache = verstecken

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2. Geocaching – wie funktioniert das?

Das GPS-System besteht im wesentlichen aus drei Komponenten: - den Satelliten im Weltraum, - den Kontroll-Stationen auf dem Boden

und - den GSP-Empfängern der Benutzer.

Positionsbestimmung mit GPS Das bei GPS angewandte Ortungsverfahren beruht auf dem Prinzip der Entfernungsbestimmung durch Messung der Laufzeit von Signalen zwischen dem Nutzer und mehreren Bezugspunkten (Satelliten), deren Positionen genau bekannt sind. Die funktechnische Entfernungsmessung beruht auf der Messung der Laufzeit eines Signals auf dem Weg zwischen Bezugspunkt und Objekt, dessen Standort bestimmt werden soll. Das Produkt aus Laufzeit T und bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit c (Lichtgeschwindigkeit) der Wellen ist die gesuchte Entfernung p.

Positionsbestimmung bei 2 Satelliten Positionsbestimmung bei 3 Satelliten Das Prinzip der Entfernungsmessung – das Uhrenproblem

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Gemessen wird die Laufzeit auf Grund der momentanen Uhrzeiten ("Zeitstempel") bei Ausstrahlung des Signals im Satelliten und bei Empfang durch den Nutzer. Eine genaue Zeitmessung setzt voraus, dass die Uhren beim Nutzer und in den Satelliten synchron und mit hoher Genauigkeit laufen. Ein Zeitunterschied von 1µs ergibt z.B. einen Entfernungsfehler von 300m. Für eine Betriebsdauer von 10 Tagen entspricht das einer Uhrzeittoleranz von ± 10-12. Ein derartiger Wert lässt sich nur mit einem Atomfrequenz-Uhr erzielen.

Kleine Atomzeituhr, Ausstellungsstück aus dem Verkehrshaus Luzern Wegen des technischen Aufwandes und der Kosten ist deren Einsatz nur in den Satelliten und nicht beim Nutzer möglich. Um die bei der Verwendung weniger genauer "Uhren", z.B. quarzstabilisierte Oszillatoren, beim Nutzer auftretende Zeitabweichungen und damit entsprechende Entfernungsfehler zu eliminieren, wird bei GPS eine Zeitkorrektur vorgenommen, welche Bestandteil des Messvorganges ist. Für diese Zeitkorrektur (Synchronisation der Empfänger- und Satellitenuhren) ist ein vierter Satellit notwendig. Wie ermittelt das GPS-Gerät die Position? Der Empfänger berechnet eine 3D Position, indem er die Entfernungen zu mindestens vier Satelliten misst. Zur Entfernungsmessung werden aufmodellierte Trägersignale - Codes - benötigt.

- C/A-Code mit einer Länge von 1 Millisekunde, - P-Code mit einer Länge von 7 Tagen pro Satellit.

Der Empfänger generiert den gleichen Code wie der Satellit und misst dann die Zeitdifferenz, die er zum Synchronisieren der beiden Codesignale benötigt. Der Empfänger berechnet eine 3D Position, indem er die Entfernungen zu mindestens vier Satelliten misst. Die Entfernung zum Satelliten wird mit Hilfe der Zeitdifferenz berechnet: Entfernung = Zeitdifferenz x Lichtgeschwindigkeit

Bei der Phasenmodulation wird bei Änderung des Datensignals die Sinusschwingung des Trägersignals abgebrochen und mit einer Phasenverschiebung von z.B. 180° (also einer halben Welle) wieder aufgenommen. Das Trägersignal kommt sozusagen aus dem Tritt. Diese Phasenverschiebung kann von einem geeigneten Empfänger erkannt und die Daten wieder extrahiert werden. Phasenmodulation führt zu einer Verbreiterung (spread spectrum) des Frequenzbereichs des Trägersignals. Dies sieht man in obigem Bild z.B. daran, dass bei einem Wechsel der Phase viel schneller "Wellenberge" oder "Wellentäler" aufeinanderfolgen als im ursprünglichen Trägersignal. Diese Art der Modulation eignet sich nur zur Übertragung von digitalen Daten.

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3. Geocaching – ein Sammelname für eine weltweite Bewegung

3.1. Geocaching mit unterschiedlichen Cachtypen:

- Traditional Cache

- Mulit-Cache (Offset Cache)

- Letterbox hybrid

- Cache In Trash Out Event

- Event cache

- Mega Event Cache

- Mystery oder Puzzle Cache

- Earthcache

- Virtual Cache

- WebCam Cache - ...

3.2 GPS-Festival

Am 19. / 20. 9.2009 findet auf dem Gelände des Weltkulturerbes Zollverein in Essen das erste „Garmin GPS-Festival auf Zollverein“ statt. Zum Programm gehören: Geocachers-Masters, Geocaching-Workshops und eine GPS-Village, in der herstellen von Hard- und Software ihre Produkte präsentieren. 3.3 GPS im Freizeitbereich

Siehe: http://www.geolife.de

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3.4 OpenStreeMap

OpenStreetMap ist eine freie, editierbare Karte der gesamten Welt. OpenStreetMap ermöglicht es, geographische Daten gemeinschaftlich von überall auf der Welt anzuschauen, zu bearbeiten und zu nutzen. 3.5 Das “Degree Confluence Project”

Als “Konfluenzpunkte” bezeichnet man die Schnittpunkte von ganzzahleigen Längen- und Breitengraden. Ein junger Mann mit Namen Alex Jarrett aus Northamton in den USA wollte wissen wie es auf der Erde an den Konfluenzpunkten aussieht und hat seine Fotos von seinen Besuchen einiger Konfluenzpunkte auf seiner Webseite www.confluence.org veröffentlicht. Seitdem versuchen viele Menschen möglichst viele Konfluenzpunkte aufzusuchen und ihre Bilder im WWW zu publizieren.

Konfluenzpunkte in Deutschland (Quelle: www.confluence.org)

52°N 9°E near Blomberg-Hagendonop, Nordrhein-Westfalen, Germany [19-Aug-09]

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3.6 Earth Caching

Die hat das Projekt „Earthcache.org“ gestartet. Geologische Phänomene der

Erde werden lokalisiert, besucht und dokumentiert. Es kombiniert die GPS-Technologie

mit bedeutenden geologischen Naturphänomenen auf der ganzen Erde.

Beispiel: Palmwedel : N 50° 32.160 E 013° 11.555

Der Hirtstein in Sachsen (890 m über NN) ist ein 25 Millionen Jahre altes

Basaltvorkommen, das zum sogenannten „Palmwedel“ erstarrte.

3.7 GPS- Drawing Bei diesem GPS-Hobby versucht man mit seinen Routen „Bilder „ zu gestalten. Hier hat ein junger Mann mit seinem Schlauchboot einen Kurs gerudert, der bei der GPS-Aufzeichnung dem Schriftzug „WATER“ entspricht.

3.8 GPS und Handy ...

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Die Entwicklung, dass Handys zunehmend auch über die GPS-Funktionalität verfügen, führt dazu, dass alle oben angeführten Aktivitäten für viele Menschen in unserer Gesellschaft jederzeit möglich wären. Da vollzieht sich eine Entwicklung, die sicher auch vor den Toren der Schule nicht halt macht.

Auswahl von aktuellen Handys mit GPS-Funktion zur mobilen Navigation zu Fuß, mit dem Fahrrad oder auch im PKW

3.9 Georeferenzierung, Geotagging (Geocoding, Geo-Imaging) (zitiert aus: aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie zum Stichwort)

Unter dem Vorgang der Georeferenzierung, Geokodierung oder Verortung versteht man die Zuweisung raumbezogener Referenzinformationen, der Georeferenz, zu einem Datensatz. Der Vorgang spielt eine wichtige Rolle in der Computerkartografie, Fernerkundung und bei Geoinformationssystemen.

Geotagging (Geocoding, Geo-Imaging)

Beim Geotagging wird ein raumbezogener Datensatz (z.B. ein Bild, ein Website, ein Artikel) mit einer Koordinate versehen. Die Koordinate wird als Tag, Attribut bzw. Metainformation beigefügt. Sie ermöglicht die räumliche Einordnung der Information. Die Daten lassen sich so zum Beispiel in einer digitalen Karte (wie z.B. Google Earth) an der richtigen Stelle platzieren. Im Internet haben sich hierfür die Begriffe Geotagging und Geocoding verbreitet. Das beigefügte Attribut wird entsprechend Geotag oder Geocode genannt. Beim Zuweisen von Koordinaten zu digitalen Bildern spricht man auch vom Geo-Imaging. .... diese Auflistung ließe sich noch um weitere Einträge ergänzen!

4. Orientierungskompetenz im Erdkundeunterricht der Sekundarstufe I

Die Motivation, Geocaching im Erdkundeunterricht der Sek. I durchzuführen, deckt sich nur teilweise mit dem Reiz, Geocaching als Hobby zu betreiben. Für das Fach Erdkunde ist das Cachen vor allem deshalb interessant, weil es verspricht, die im Lehrplan geforderte Erweiterung der Orientierungskompetenz im Realraum auf spielerische Art und Weise zu realisieren. Die Fähigkeit zur räumlichen Orientierung spielt im Erdkundeunterricht der Sekundarstufe I eine grundlegende Rolle und soll in ihm besonders gefördert werden. In diesem Kapitel soll zunächst aufgezeigt werden, wie und in welchem Ausmaß die Forderung nach Orientierungskompetenz im Kernlehrplan und in den Bildungsstandards verankert ist, und inwieweit die Orientierung im Realraum mit Hilfsmitteln wie GPS hier eine Rolle spielt. Anschließend soll auf den WP II-Kurs 9 Bezug genommen werden und darauf, was man sich von einem Projektunterricht zu Geocaching in diesem Kurs versprechen kann.

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Zu Beginn des Schuljahres 2007/08 ist der Kernlehrplan NRW Erdkunde – Gymnasium / Sekundarstufe I in Kraft getreten, welcher sich durch Kompetenzorientierung auszeichnet: Neben zentralen Inhalten werden für die einzelnen Jahrgangsstufen vor allem Kompetenzerwartungen formuliert. Dabei werden die Schülerinnen und Schüler (SuS) den Anforderungen des Faches Erdkunde am Ende der Sekundarstufe I laut Lehrplan dann gerecht, „wenn sie über raumbezogene Handlungskompetenz verfügen“ (Ministerium für Schule und Weiterbildung des Landes Nordrhein-Westfalen 2007a: 11). Diese resultiert wiederum aus den miteinander verflochtenen Teilkompetenzen Sachkompetenz, Methodenkompetenz, Urteilskompetenz und Handlungskompetenz. Innerhalb jeder dieser Teilkompetenzen gibt es eine Beschränkung auf bestimmte Kenntnisse und Fähigkeiten sowie den mit ihnen verbundenen Inhalten. Weiterhin wird bezüglich des zentralen Ziels des Faches Erdkunde, der raumbezogenen Handlungskompetenz, folgendes deklariert: „Grundvoraussetzung jeglichen raumbezogenen Denkens und Handelns ist die Fähigkeit zur Orientierung auf lokaler, regionaler, kontinentaler und globaler Maßstabsebene. Sie ist an die Kenntnis von Orientierungsrastern gebunden.“ (2007a: 10). Um diese Voraussetzung zu schaffen, wird die Forderung nach Orientierungskompetenz in umfangreichem Maße vor allem innerhalb des Bereichs Methodenkompetenz formuliert. Generell heißt es im Lehrplan, „Methodenkompetenz umfasst auch die Fähigkeit, […] sich räumlich zu orientieren“ (2007a: 11). Genauer wird vorausgesetzt, dass die SuS nach Ende der Jahrgangsstufe 6 mit dem Atlas umzugehen wissen, was bedeutet, dass sie Inhaltsverzeichnis, Register und Koordinaten eigenständig zur Orientierung nutzen können. Weiterhin sollen sie „aus Karten unter Benutzung der Legende und der Maßstabsleiste themenbezogen Informationen“ (2007a: 16) entnehmen können. Auf der Basis dieses theoretischen Wissens sollen sich die SuS dann am Ende der Jahrgangsstufe 9 „mit Hilfe von Karten und weiteren Hilfsmitteln unmittelbar vor Ort“ (2007a: 19) orientieren können, und sie sollen dazu in der Lage sein, Informationen „aus Multimedia-Angeboten“ (2007a: 20) zu gewinnen, worunter auch Geräte wie GPS-Empfänger verstanden werden. Eine etwas untergeordnete Rolle spielt die Orientierungskompetenz auch im Rahmen der Sachkompetenz. Jahrgangsstufenübergreifend fällt in diesen Bereich, dass die SuS „themenbezogene[...] weltweite[...] Orientierungsraster[...]“ (2007a: 11) beherrschen sollen. Es wird vorausgesetzt, dass sie sich nach Ende der Jahrgangsstufe 6 ein „themenbezogenes Orientierungswissen zum Bezugsraum Deutschland mit Ausblicken auf Europa“ (2007a: 16) angeeignet haben, und am Ende der Jahrgangsstufe 9 sollen sie über „unterschiedliche Orientierungsraster auf allen Maßstabsebenen“ (2007a: 18) verfügen.

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5. GIS im Unterricht Ein GIS besteht aus einer Software und einer Datensammlung. In dem datenbankbasierten System werden raumbezogene Informationen erfasst, gespeichert, in analytischen Abfragen verknüpft und die Ergebnisse grafisch ausgegeben. Konkret bedeutet dies die Umsetzung abstrakter Zahlenwerte in interpretierbare Karten.

WebGIS Sie besitzen nicht die volle GIS-Funktionalität, sind aber für die Arbeit im Normalunterricht völlig ausreichend. Eine komplexere Stufe der GIS-Nutzung besteht in dem Einsatz kostenfreier GIS-Datenviewer wie dem ArcExplorer der Firma ESRI Geoinformatik GmbH.

6. OpenStreetMap-Projekte im Unterricht Ein Unterrichtsbeispiel: Das OpenStreetMap: Schulprojekt Landkarte

Ziel ist, eine eigene Karte zu erstellen.

Nachdem in urbanen Gebieten die OSM-Karte schon weitgehend vollständig ist, geht es bei Schulprojekten also eher um Spezialkarten oder integrierte Projekte. Beispielsweise einen geologischen Wanderweg anlegen, Schautafeln entwerfen und produzieren, Wege zu kartografieren.

Projektarbeit Die Schüler lernen Ziele zu setzen, und diese gemeinsam umzusetzen. Dabei lernen sie Teamarbeit, Kooperation, Kommunikation, Verantwortung, etc. Fächerübergreifendes Lernen Über mehrere Tage lernen und arbeiten die Schüler fächerübergreifend. Sie lernen so die Zusammenhänge kennen und erleben den Sinn von übergreifendem Wissen und Können. Lernen durch Lehren

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Schüler mit besonderen Kenntnissen und Fähigkeiten geben diese an Mitschüler und Lehrer weiter. Sie erleben sich lehrend und lernen durch Lehren Integration Bei Fragen, die die Schüler nicht selbst beantworten können, ist Wissen Dritter gefragt: Internet, Ämter, Bürger und Nachbarn. Zuhause können die Eltern einbezogen werden, die mit eigenem Wissen selbst an den Karten arbeiten können. www.openstreetmap.de eignet sich als freies Projekt mit frei verfügbaren und gestaltbaren kostenlosen Daten ausgezeichnet für den Einsatz in der Schule. Voraussetzung Die Lehrer müssen OpenStreetMap kennen und handhaben können, und zwar so weit, dass sie es den Schülern erklären können. Da alle Daten auch eine geografische Bedeutung haben, können alle Fächer in die Erstellung einer Ortskarte eingebunden werden und davon profitieren:

Geografie: - Rohstoffe, Wirtschaft, Verkehr, Siedlung Informatik: - Datenbeschaffung, Zeichenprogramm, Wiki, Datenbank, Internet, Datenaustausch Geschichte: - Heimatgeschichte, Bebauung, Landwirtschaft, Entwicklung Geometrie: - Punkt, Linie, Fläche, Polygon, Winkel, Dreieck, Trigonometrie, Vermessung, Kartografie Sport: - Wandern, Radfahren, Joggen/Laufen Technik: - GPS, Funk, Satellit, Display, Genauigkeit Sozialkunde: - Teamarbeit, Softskills, Planung, Organisation, Kontakt mit Behörden Biologie: - Waldwirtschaft, Landwirtschaft, Wasserhaushalt, Zoologie, Botanik Kunst: - Fotografieren

Arbeitsgruppen Die Arbeitsgruppen werden nach gebieten, Ortsteilen eingeteilt. Sportliche gehen ins Umland. Bei bereits gut kartografierten Gegenden können auch thematische Arbeitsgruppen zusammengestellt werden, die dann bestimmte Kartensichten produzieren: Wasserhaushalt, Fahrradwege, Wanderwege, Schulwege, historische Objekte, Einzelhändler des täglichen Bedarfs, touristische Sehenswürdigkeiten, Hotels und Gaststätten, etc.

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Beispiel „Rieselfelder Münster“ Auszug aus der OSM-Karte

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Das Gebiet der Rieselfelder im OpenStreetMap-Editor „JOSM“ Per Download als Freeware zu erhalten über: http://josm.openstreetmap.de/

Ein JOSM-Webstart (ohne Installation) erfolgt über folgende Adresse: http://josm.openstreetmap.de/download/josm.jnlp

Detailansicht aus dem Projekt „Rieselfelder“

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7. Wichtige Internetadressen

http://www.kowoma.de/gps/ Hier haben zwei Privatpersonen eine Fülle von Fakten zusammen getragen. Eine Site, die jeder einmal aufsuchen sollte, das Stöbern macht hier richtig Freude! http://www.athleticgps.com/ Englischsprachige Seite mit vielen Bezügen zum Sport in unterschiedlichsten Formen. http://www.geolife.de/internet/ Ein Angebot des Landesvermessung und Geobasisinformation Niedersachsen (LGN) http://www.gis-im-unterricht.de/ GIS im Unterricht - Universität Osnabrück, Institut für Geoinformatik und Fernerkundung http://www.confluence.org/ Englischsprachige Seite von Alex Jarrett http://www.earthcache.org Angebot der Geological Society of America, Naturwunder zu erfassen http://www.br-online.de/b5aktuell/das-fitnessmagazin/sendung-26-07-2009-wandern-mit-dem-gps-handy-ID1248218976648.xml Beitrag des Fitnessmagazin von br-online vom 26.7.09 http://www.zdnet.de/mobiles_arbeiten_mit_handheld_pda_handy_smartphone_navigation_per_handy_die_besten_geraete_mit_gps_story-20000103-39159778-1.htm Ein Beitrag des ZDNet vom 19.12.2007 zum Thema Navigation per Handy http://www.gps.medienecken.de Eine Internetseite von Elmar Fischer mit Anregungen zum Einsatz von GPS in der Schule

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Anhang: Ein ausgearbeitetes Unterrichtsbeispiel Quelle: „Schule interaktiv“ URL: http://www.schule-interaktiv.de/common/projekt_db/project_details.php?rID=210&World_Session=e9b0d22c3377a14d400ba70aa44240ef Unterrichtsvorhaben: "GPS-Navigation im Nahraum zur Herstellung von Google Maps" 1. Basisdaten 2. Ziele und Inhalte 3. Methoden und Medien 4. Durchführung 5. Evaluation

Vorhaben: "GPS-Navigation im Nahraum zur Herstellung von Google Maps" Fächer1: Über die gewählten Fächer wird das Unterrichtsvorhaben einer Rubrik auf der Website (unterhalb Unterrichtsvorhaben / Fachkompetenzen) zugeordnet.

Erdkunde/Geographie

Jahrgangsstufe1: 7 Schule: Europaschule Bornheim Lehrkräfte: Herr Roland Gerstenmeyer / Frau Uta Illing

Zeitbedarf (ca.) in Unterrichtsstunden: 13 Unterrichtsstunden und ein Exkursionstag / Test Status: Abgeschlossen 2. Ziele und Inhalte 3. Methoden und Medien 4. Durchführung 5. Evaluation

Formulierung der Ziele: Formulierung der Ziele: a) Fachliche Lernziele b) Ziele in Bezug zu den schuleigenen Projektzielen Beschreibung der zu erwerbenden Kompetenzen der Schüler/innen möglichst auf der Handlungsebene.

a) Fachliche Lernziele Die Bedeutung der GPS-Navigation: Viele Schüler kennen die Satellitennavigation inzwischen als hilfreiches Instrument beim Auto fahren. Mit dem GPS (Global Positioning System) kann man die eigene Position bestimmen und Wegstrecken finden. Aber auch in den Bereichen Landwirtschaft, Straßenbau sowie Outdoor/Freizeit sind handliche GPS-Empfänger zur sicheren Bestimmung von Lage, Wegstrecke und Höhe (ü.NN) gebräuchlich. Die Ziele des Faches Erdkunde: Zur Orientierung und zur Verdeutlichung von Lagebeziehungen ist topografisches Wissen unumgänglich. Es erfüllt keinen Selbstzweck, sondern dient der Einordnung der vielfältigen Informationen in ein geographisches Weltbild.

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Der Erwerb von Orientierungswissen und kartographischer Kompetenz ist ein ureigenes Anliegen des Faches Erdkunde. Dazu zählen der Umgang mit dem Atlas, die Auswertung von topographischen und thematischen Karten sowie von Satellitenbildern unterschiedlicher Maßstäbe genauso wie die Herstellung einfacher Karten. Die Schülerinnen und Schüler entwickeln hierdurch Fähigkeiten und Fertigkeiten zur

• Nutzung bildhafter und symbolischer Informationsformen, z.B. von Texten, Bildern, Modellen und Karten,

• Anwendung des geografischem Koordinatensystemen, • Auswertung und Anwendung von Satellitenbildern als modernen Informationsträgern

über Lagebeziehungen sowie über Zustand und Veränderung der Erdoberfläche.

b) Ziele in Bezug zu den schuleigenen Projektzielen - Beschreibung der zu erwerbenden Kompetenzen der Schüler/innen möglichst auf der Handlungsebene. Die Schülerinnen und Schüler ...

1. erlernen die Bedienung eines GPS-Empfängers sowie die und Vorteile im Vergleich zum Kompass,

2. finden im Rahmen eines sogenannten GeoCaching (Erklärung siehe Anhang) vordefinierte Wegepunkte bzw. Verstecke und erstellen selbst einen Geo-Cache für Mitschüler,

3. ermitteln - zu einem bestimmten Thema – die Geokoordinaten ausgewählter Orte im Nahraum mit Hilfe des GPS-Empfängers und verarbeiten diese mit Hilfe einer Navigationssoftware. Das Abspeichern als GPX-Datei ermöglicht den späteren Austausch der GPS-Daten mit anderen Geräten. Als Themen sind denkbar:

- Freizeiteinrichtungen für Jugendliche in Bornheim und Umgebung - Sehenswürdigkeiten des Bornheimer "Natur-Kultur-Pfades" - Flächennutzungen im Stadtgebiet Bornheim ...

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4. Erstellen und publizieren auf der Grundlage der ermittelten Geokoordinaten verschiedene thematische, interaktive Karten bzw. Satellitenbilder mit Hilfe von Google Maps (vergleichbar Google Earth), die damit unmittelbar weltweit nutzbar werden. (Möglich sind alle Formen der Punkt-, Flächen- und Streckendarstellung in Karte und Satellitenbild sowie die Einblendung von Informationen in Text und Bild)

Damit bei 30 Schüler/Klasse eine maximale Gruppengröße von 4 Schüler/Kleingruppe eingehalten werden kann, sollten mindestens 8 Handgeräte zur Verfügung stehen. Nur so können die handlungsorientierten Unterrichtsziele erreicht werden.

Medienkompetenzen1: Über dieses Feld wird das Unterrichtsvorhaben einer Rubrik auf der Website (unterhalb Unterrichtsvorhaben / Medienkompetenzen) zugeordnet.

• Auswählen und Nutzen von Medienangeboten • Erkennen und Aufarbeiten von Medieneinflüssen • Verstehen und Bewerten von Mediengestaltungen • Gestalten und Verbreiten von eigenen

Medienbeiträgen • Durchschauen und Beurteilen von Bedingungen

der Medienproduktion und -verbreitung

Auswählen und Nutzen von Medienangeboten, Erkennen und Aufarbeiten von Medieneinflüssen, Verstehen und Bewerten von Mediengestaltungen, Gestalten und Verbreiten von eigenen Medienbeiträgen, Durchschauen und Beurteilen von Bedingungen der Medienproduktion und -verbreitung

Weitere Kompetenzen: Kompetenzen, die durch den Einsatz der Neuen Medien über die genannten hinaus gefördert werden sollen.

1. Auswählen und Nutzen von Medienangeboten Die Schülerinnen und Schüler erproben den Gebrauch von Kompass und GPS-Empfänger. Als Grundlagen dienen sowohl Karten in Papierform als auch digitale Karten, um Geokoordinaten zu bestimmen und mit selbst ermittelten Daten zu vergleichen. 2. Erkennen und Aufarbeiten von Medieneinflüssen Die Schülerinnen und Schüler lernen die Bedeutung der GPS-Navigation auf der Grundlage digitaler Kartensysteme für unser alltägliches Leben kennen. Daneben steht die Einsicht, dass das eigene Orientierungswissen maßgeblich durch Abbilder der Erde in Form von

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Karten, Fotos und Modellen bestimmt wird. 3. Verstehen und Bewerten von Mediengestaltungen Im Umgang mit unterschiedlichem Kartenmaterial sowie Geo-Koordinatensystemen werden im Gegensatz zu Satellitenbildern Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Medien deutlich. 4. Gestalten und Verbreiten von eigenen Medienbeiträgen Die Eigenproduktion thematischer, interaktiver Karten und deren Veröffentlichung im Internet (mit Hilfe von GoogleMaps) nimmt eine zentrale Stellung der Unterrichtsreihe ein. Die Ergebnisse haben in thematischer Hinsicht einen unmittelbaren Gebrauchswert für eine vorher festgelegte Zielgruppe. 5. Durchschauen und Beurteilen von Bedingungen der Medienproduktion und -verbreitung Die Schülerinnen und Schüler erhalten Einsicht in das Wesen thematischer Kartendarstellungen, die immer eine Vereinfachung der Wirklichkeit darstellen und somit in erster Linie die Aussageabsicht des Autors wiedergeben. Weitere Kompetenzen: - Stärkung sozialer Kompetenzen (durch Arbeiten in der Gruppe) - Selbstbestimmtes, entdeckendes Lernen - Problemorientiertes Handeln ....

Kurzbeschreibung: Kurzdarstellung der Inhalte des Unterrichtsvorhabens.

Einführung / Phase I: Die Schülerinnen und Schüler erhalten eine Einführung in die Funktionsweise von Kompass und Satellitennavigation mit Hilfe des GPS. Dabei werden Möglichkeiten und Grenzen der Orts- und Wegbestimmung der beiden Hilfsmittel thematisiert sowie deren Gebrauch erprobt. In einer ersten Anwendung üben die Schülerinnen und Schüler die GPS-Navigation im Rahmen eines GeoCaching. Phase II: Zu einem ausgewählten Themenschwerpunkt (Freizeiteinrichtungen, Sehenswürdigkeiten ...) ermitteln die Schülerinnen und Schüler die GPS-Koordinaten ausgewählter Orte im Nahraum

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und bearbeiten diese in einer Navigationssoftware zur Erzeugung einer GPX-Datei. Phase III: In der anschließenden Produktionsphase werden die gewonnenen GPS-Daten in unterschiedlichen thematischen, interaktiven Karten bzw. Satellitenbildern mit Hilfe von Google Maps verortet und zusammen mit den GPX-Dateien (zum Download) veröffentlicht.

Erfolgskriterien: Aufzählung von Erfolgskriterien für das Unterrichtsvorhaben (Evaluationskriterien).

Als Erfolgskriterien werden die folgenden zu erwerbenden Kenntnisse und Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler angesehen:

1. Sichere Kenntnisse von Funktionsweise und Bedienung eines GPS-Empfängers, einschließlich grundlegender Kenntnisse der Satelliten-Navigation.

2. Fähigkeit zur Ermittlung von GPS-Koordinaten aus der Karte und im Gelände.

3. Herstellung und Publikation einer thematischen, interaktiven Karte in der Gruppe mit Hilfe von GoogleMaps auf der Grundlage von GPS-Koordinaten.

4. Durchführung 5. Evaluation

Wesentliche Aspekte: Kurzbeschreibung wesentlicher Aspekte des Unterrichtsprozesses unter besonderer Berücksichtigung des Medieneinsatzes. Bei längerfristigen Vorhaben sollte hier der Fortschritt des Unterrichtsvorhabens im 6-Wochenrhythmus ergänzt werden.

Aufbau der Unterrichtsreihe: 1. UStd.: "Sich orientieren" 2. UStd.: "Mit Kompass und Karte (1)" 3. UStd.: "Mit Kompass und Karte (2)" 4. UStd.: "Das geografische Gradnetz" - Kartenarbeit 5. UStd.: "Der GPS-Empfänger" 6. UStd.: "Ursprung und Genauigkeit des GPS - Internet-Recherche" 7. UStd.: "GeoCaching" 8. UStd.: "Routennavigation" 9. UStd.: "Navigations-Software Magic Maps" (Halbtages-)Exkursion 10. - 12. UStd.: "Routendarstellung in GoogleMaps" 13. UStd.: "Präsentation der Ergebnisse" 14. UStd.: Test

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Für jede der durchgeführten Unterrichtsstunden liegt eine detaillierte Verlaufsskizze vor. Ausgewählte Aspekte im Einzelnen:

• Zu Beginn der Unterrichtsreihe standen Karte und Kompass mit Mittelpunkt. Hierdurch konnte ein grundlegendes Orientierungswissen in Form von Himmelsrichtungen und des geografischen Koordinatensystems sowie die Fähigkeit zum Kartenlesen gefestigt und der Gebrauch der beiden Hilfsmittel geübt werden.

• Die Arbeit mit einfachen GPS-Empfängern führte in grundlegende Leistungsmerkmale der GPS-Navigation ein. Im praktischen Einsatz konnte ein vereinfachtes Verständnis für die Technik und die optimalen Bedingungen einer Navigation mittels GPS entwickelt werden.

• Die Nutzung der Navigationssoftware (hier: "MagicMaps") ermöglichte die Darstellung der ermittelten GPS-Daten in digitalem Kartenmaterial. Hierdurch konnten nicht nur die eigenen Daten auf ihre Genauigkeit überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden, sondern wesentliche Leistungsmerkmale der Software erprobt werden (z.B. Routenplanung am PC, Import/Export von GPS-Daten, Datenkorrektur, 3-D-Flug ...)

• Die Darstellung der GPS-Routen im Internet mittels GoogleMaps stellte den Kern der Reihe dar. Hier konnten die Schüler die Ergebnisse ihrer Arbeit in einem zeitgemäßen Medium darstellen und zugleich einer breiten Öffentlichkeit zur Nutzung bereitstellen.

Hinweise für Lehrkräfte: Erfahrungen und Hinweise für die Durchführung im Unterricht. (Was hat besonders gut geklappt? Wo gab es Probleme?) Was möchte ich anderen mitteilen, die ein ähnliches

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Unterrichtsvorhaben durchführen? Was habe ich gelernt? - Selbstreflexion über die eigenen Erfahrungen.

Evaluationsmethoden: Beschreibung der eingesetzten Methoden zur Überprüfung des Erfolgs.

Schriftliche Überprüfung (siehe Erfolgskriterien 1 und 2) Die Überprüfung der Kenntnisse in Form des Tests zeigte, dass ausnahmslos alle Schüler/-Innen die grundlegenden Lernziele erreicht haben.

• sehr gut 17% • gut 58% • befriedigend 17% • ausreichend 8% • mangelhaft/ungenügend 0%

Bewertung der Kartenergebnisse (GoogleMaps) anhand ausgewählter Aspekte durch Mitglieder anderer Arbeitsgruppen (siehe Erfolgskriterium 3) Als Bewertungskriterien wurden z.B. - Vollständigkeit der Sehenswürdigkeiten, - Genauigkeit des Routenverlaufs, - Erkennbarkeit von Symbolen / Linien, - Informationsgehalt der PopUp-Fenster u.s.w. erarbeitet und mit unterschiedlicher Punktzahl gewichtet. Von 14 möglichen Punkten lagen die Ergebnisse alle zwischen 13 ("sehr gut") und 11 ("gut") Punkten. Abfrage von Schülermeinungen (siehe unten)

5. Evaluation Ergebnisse der Evaluation: (Erfahrungen mit dem Medieneinsatz) Beschreibung und eigene Bewertung der Unterrichts- bzw. Evaluationsergebnisse unter

Die Arbeit mit GPS-Empfängern kann in jeder Hinsicht als Erfolg bezeichnet werden. Der Umgang mit den Handempfängern war für die Schüler/-Iinnen besonders motivierend, da sie stets einen spielerischen und entdeckenden Charakter hatte. Die Bedienung stellte zu keinem Zeitpunkt eine Schwierigkeit dar.

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Berücksichtigung des Medieneinsatzes. In der Arbeit am PC waren alle Beteiligten geübt. Die Herstellung von GoogleMaps war für die Schüler/-Innen allerdings "Neuland". Erstaunlich schnell, konzentriert und selbständig gelang allen Gruppen die Fertigstellung der Kartendarstellung. Besonders stolz sind die Schüler/-Innen, dass ihre Ergebnisse einen Gebrauchswert für andere Nutzer haben, die sich entweder informieren oder sogar die aufgezeichneten Routen für den eigenen GPS-Empfänger nutzen möchten. Insgesamt kann diese Unterrichtsreihe aus Lehrer- und Schülersicht als sehr produktiv und motivierend betrachtet werden. Besonders die außerschulischen Tätigkeiten scheinen für die Schüler/-Innen ein nachhaltiges Erlebnis gewesen zu sein (siehe Schülermeinungen). Es ist geplant, diese Unterrichtsreihe in Zukunft als festen Bestandteil der Unterrichtsinhalte im Fach Erdkunde für die Jahrgangsstufe 7 durchzuführen.

Auswirkungen des Medieneinsatzes: Wie hat der Medieneinsatz den Unterricht verändert?

Besonders die Kombination aus außerschulischen Tätigkeiten und dem Einsatz der verwendeten Medien haben zu einem Höchstmaß an Motivation und selbständigem Arbeiten geführt. Obwohl für alle Schüler die Arbeit am PC bereits selbstverständlicher Bestandteil der häuslichen und vor allem schulischen Arbeit geworden ist, wurden mit dem hier durchgeführten Projekt die vorhandenen medialen Fertigkeiten nochmals um eine neuen Aspekt erweitert. Die Schüler haben bereits den Wunsch geäußert, weitere GPS-Routen für den Heimatraum erstellen und diese mittels Google Maps veröffentlichen zu wollen oder sogar für private Zwecke Karten zu gestalten.

Schülermeinungen: (Falls in der Evaluation erhoben)

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Unterrichtmaterialien hochladen: Geben Sie einen kurzen Text ein, der als Link zu Ihrem Unterrichtsmaterial fungieren soll. Anschließend markieren Sie diesen Text, klicken das Verlinken-Symbol (sieht wie eine Kette aus) und wählen im sich öffnenden Fenster "Durchsuchen" an. Sie sehen nun den Dateienbereich auf dem Server, können Verzeichnisse anlegen, Dateien hochladen und auswählen (via "Durchsuchen", dann "Hochladen"). Erlaubt sind:

• Arbeitsblätter u. Schülerarbeiten in den Formaten: doc, pdf

• Fotos in den Formaten: jpg, gif • Tondateien im Format: mp3 • Videos im Format: mpg

Die GPS Routen des Natur-Kultur-Pfades sind zusammen mit den Google Maps auf der Homepage der Europaschule Bornheim veröffentlicht: http://www.europaschule-bornheim.de/eu/naturkulturpfad.html Material: Unterrichtsstunden, Arbeitsblätter, Test (*.zip / 2 MB) Bsp. "Gelbe Route" - Satellitenansicht mit geöffenetem Info-Fenster

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Bsp. "Rote Route" – Kartenansicht

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