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Navigation und Orientierung in Natur und Stadt

Empfohlene Jahrgangsstufe 7. – 9. Klasse Zeitrahmen 3 – 12 × 45 Min. Themeneinheit Mensch und Technik Lernziele und Kompetenzentwicklung

❀ Das Ziel der Aktivitäten ist es, das Interesse der Schülerinnen und Schüler an Orientierung im Raum und in der Ebene zu wecken und zu verstärken. Es geht dabei um Orientierung in der Natur und der Stadt mit Karte und GPS. Außerdem werden die Schülerinnen und Schüler in Zusammenarbeit Prob-leme lösen, lernen, einer Anleitung zu folgen und das logische Denken üben.

❀ Die Schülerinnen und Schüler entwickeln ihre Problemlösungskompeten-zen, d.h. die Schülerinnen und Schüler lösen die von der Lehrerin oder vom Lehrer vorgegebenen Probleme, folgen systematisch einer Anleitung und sind fähig, ähnliche Probleme selbständig zu formulieren. Außerdem wer-den Kommunikationsfähigkeiten geübt, d.h. die Schülerinnen und Schüler drücken sich schriftlich und verbal aus und formulieren ihre Gedanken. In-formationskompetenzen stellen einen anderen Schwerpunkt dar, d.h. die Schülerinnen und Schüler führen eine Recherche durch, die erhaltenen In-formationen werden sortiert und ihre Relevanz beurteilt. Schließlich werden soziale und persönliche Kompetenzen gestärkt, d.h. die Schülerinnen und Schüler setzen ihre Meinungen durch, sie unterstützen sie durch rationale Argumente, respektieren die Meinungen der Mitschülerinnen und Mitschü-ler und beurteilen kritisch die erreichten Ergebnisse. Wichtig ist auch, dass Gruppenarbeit gefördert wird.

Fächerübergreifende Beziehungen

❀ ErdkundE Karte lesen und Arbeit mit Navigation ❀ InformatIons- und kommunIkatIonstEchnologIEn Nutzung vom GPS

und Informationssuche. ❀ Teilweise auch andere Fächer (z.B. Geschichte), abhängig von Aktivitäten

6 und 7.

Lukáš Honzík

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Mensch, Technik und elekTriziTäT Mensch und TechnikB 1B

Theoretische EinführungObwohl Orientierung im Raum eine der wichtigsten Fertigkeiten darstellt, die sich jeder Mensch aneignen muss, wird diesem Thema im Schulunterricht kaum Aufmerksamkeit geschenkt. Es wird meistens nur auf eine Informierung über GPS (Global Positioning System, Globales Positionsbestimmungssystem) reduziert, das in einem Taschengerät eingebaut ist und uns vom Punkt A zu B navigieren kann.

Das Verständnis der Schüler für das Gebiet der Raumorientierung sollte jedoch nicht darauf reduziert sein. Einem Mobilgerät kann die Batterie auslaufen oder es kann Störfaktoren geben, die die Genauigkeit des GPS-Signals negativ beein-flussen. In solchen und ähnlichen Fällen muss sich die Nutzerin oder der Nutzer auf traditionellere Methoden der Orientierung verlassen. Hierzu gehört die pfad-finderische Bestimmung von Himmelsrichtungen mit der Karte und andere Tech-niken. Manchmal geht es nicht ohne Zusammenarbeit und Teamkommunikation.

Außerdem haben bestimmte Untersuchungen gezeigt, dass es bei Nutzerinnen und Nutzern von ausschließlich GPS-Geräten zu einer Verschlechterung von Orien-tierungsfähigkeiten kommt, zum Beispiel der Fähigkeit mit der Karte zu arbeiten.

Methodischer Teil für Lehrerinnen und LehrerthEmEnzIElE

❀ Die Schülerinnen und Schüler sollen motiviert werden, die Möglichkeiten der Orientierung in der Ebene kennenzulernen und schon bestehende Vor-kenntnisse zu vertiefen.

❀ Den Schülerinnen und Schülern das Thema der geographischen Koordina-ten und ihrer verschiedenen Formate näherzubringen.

❀ Den Schülerinnen und Schülern zu zeigen, dass das GPS eines von mehre-ren Navigationssystemen, d.h. nicht das einzige Navigationssystem ist. Die Arbeit mit der Karte, d.h. die Fähigkeit, die Karte nach Himmelsrichtungen zu orientieren und sie richtig zu lesen, spielt dabei auch eine große Rolle.

untErrIchtsvErlauf ❀ Aktivität 1 – Die Terrainlehre (30 Minuten Vorbereitung + 3 Stunden in der

Natur) ❀ Aktivität 2 – Die Uhr als Kompass (1 Stunde in der Natur) ❀ Aktivität 3 – Beobachtung der Umgebung (20 Minuten Vorbereitung +

1 Stunde in der Natur) ❀ Aktivität 4 – Schatzsuche (ein halber Tag in der Natur) ❀ Aktivität 5 – Fahndung nach Dieben (45 Minuten) ❀ Aktivität 6 – Cache suchen (20 Minuten + 1 Stunde bis ein halber Tag in

der Natur) ❀ Aktivität 7 – Cache bauen (eine längere Vorbereitung + 1 Stunde bis ein

halber Tag in der Natur)

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B 1.2 NavigatioN uNd orieNtieruNg iN Natur uNd Stadt

InformatIonEn Die Aktivitäten sind von den einfachsten bis zu den schwie-rigsten geordnet. Bei den einfacheren werden klassische bzw. günstigere Hilfs-mittel wie z.B. eine Karte, eine Bussole und eine analoge Uhr verwendet. Bei den aufwendigeren nutzen die Schülerinnen und Schüler moderne Hilfsmittel wie z.B. GPS-Geräte. Da die einzelnen Aktivitäten aber nicht direkt aneinander anknüpfen, muss diese Reihenfolge nicht eingehalten werden.

hIlfsmIttEl ein Bleistift, mehrere Blätter Papier, eine Karte oder ein Plan der Umgebung, eine Bussole oder ein Kompass, eine analoge Uhr, ein GPS-Taschengerät

Am Anfang macht der Lehrer oder die Lehrerin mit der Klasse einen Spaziergang in der Natur. Die Schülerinnen und Schüler haben die Aufgabe zu beobachten, ob die sog. Terrainlehre zur Bestimmung der Himmelsrichtungen gilt. Eine Liste der Regeln können die Schülerinnen und Schüler von der Lehrkraft bekommen, oder es kann eine durch die Lehrkraft geführte und moderierte Diskussion stat-tfinden, die den Schülern hilft, die Regeln selbständig zu formulieren. Folgende Regel könne auf der Liste sein:

❀ In unserer geographischen Breite steht die Sonne mittags im Süden. ❀ Die Baumstämme sind auf der Nordseite mit Moos bewachsen. ❀ Bei Baumstümpfen kann man erkennen, dass die Jahresringe auf der Nord-

seite dichter sind. ❀ Ameisen bauen ihre Hügel auf der Südseite von Bäumen, die ihnen als Stütze

dienen. ❀ Die Nordseite des Ameisenhügels ist meist steiler als die Südseite. ❀ Der Schnee taut schneller auf südlichen als auf nördlichen Hängen. ❀ Die Bienenhäuser sind meist nach Süden orientiert. ❀ Die Sonnenblumen drehen sich nach der Sonne. Dies gilt auch, wenn der

Himmel bewölkt ist. Mittags sind sie nach Süden gerichtet und nachmit-tags drehen sie sich zum Südwesten.

❀ Die Eingänge in alte Kirchen waren meist nach Westen orientiert. Die Altäre waren gewöhnlich an der östlichen Wand..

Die Schülerinnen und Schüler markieren auf der Liste die Regeln, die sie in der Natur finden und somit bestätigen konnten. Während des des Spaziergangs kann die Lehrperson den Schülerinnen und Schülern erklären, wie man die Himmels-richtungen mit Hilfe der Sonne und einer analogen Uhr bestimmen kann (die winkelhalbierende Linie des Winkels zwischen 12 Uhr und dem Stundezeiger, der auf die Sonne gerichtet ist, zeigt ugf. nach Süden, wobei man vormittags im Uhrzeigersinn und nachmittags gegen den Uhrzeigersinn messen muss). Auf einer Karte können wir markieren, wie sich die Gruppe im Terrain bewegt. Dies kann dann mit der mit einem GPS-Gerät bestimmten Position verglichen werden.Der Lehrer kann im Vorfeld einen Cache wählen, der dann von den Schülern gesucht wird. Dies kann als eine zusätzliche Motivation dienen.

Das Projekt besteht aus Durchführung einzelner Aktivitäten, die durch zusätz-liche Informationen und vertiefende Aufgaben miteinander verbunden sind. Es ist wichtig jede der Aktivitäten entsprechend einzuleiten und sicherzustel-len, dass die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe verstanden haben. Anschlie-ßend sollten sie die Ergebnisse auswerten.

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Aktivität 1 – Die Terrainlehre

Eine Liste mit Regeln zur Bestimmung von Himmelsrichtungen können die Schü-lerinnen und Schüler im Rahmen einer moderierten Diskussion selbst ausar-beiten. Es ist wahrscheinlich, dass noch andere außer den erwähnten Regeln dazu kommen.

Falls das Wetter schlecht ist oder es andere Hindernisse gibt, die einen Spa-ziergang in der Natur unmöglich machen, kann die Aktivität auch in der Klasse durchführt werden. Die Schülerinnen und Schüler bekommen eine Liste mit verschiedenen Aussagen, deren Gültigkeit sie bestätigen müssen. Ihre Ent-scheidung müssen die Schülerinnen und Schüler mit Argumenten untermauern.

Aktivität 2 – Die Uhr als Kompass

Im Zeitalter von Handys und Digitaluhren ist die Fähigkeit, mit einer Zeigeruhr und der Sonne oder dem Mond den Süden zu bestimmen, schon vergessen. Dies kann aber ein guter Ausgangpunkt zum Thema Orientierung und Navigation sein und die Schülerinnen und Schüler motivieren, sich ausgiebiger mit dem Thema zu beschäftigen.

Die Schüler werden in Gruppen arbeiten. Jede Gruppe bekommt eine Zeigeruhr und eine Aufgabe, sie zur Bestimmung der Himmelsrichtungen zu nützen. Wir können aus zwei Alternativen wählen, wobei die zweite deutlich anspruchs-voller ist:

1. Zuerst erklären wir den Schülerinnen und Schülern den Zusammenhang der Tageszeit und der Sonnenbewegung und der Orientierung nach Him-melsrichtungen. Dieser Zusammenhang wird genützt, um den Süden mit Hilfe der Sonne und dem Stundenzeiger der Uhr zu bestimmen.

2. Unter günstigen Bedingungen kann der Süden auch mit der Uhr und dem Mond bestimmt werden. Wenn Vollmond ist, können nach ihm und den Uhrzeigern die Himmelsrichtungen auf dieselbe Weise festgestellt wer-den, wie nach der Sonne und den Uhrzeigern. Wenn der Mond zunimmt oder abnimmt, müssen wir mit einer Abweichung rechnen. Die Messung ist dann nicht ganz genau.

Bei dieser Aktivität beurteilen wir die Richtigkeit der Durchführung und die Genauigkeit der Himmelsrichtungsbestimmung. Diese kann entweder mit einer Bussole oder einem GPS-Gerät kontrolliert werden.

Aktivität 3 – Beobachtung der Umgebung

Zuerst wiederholen wir mit den Schülerinnen und Schülern die auf Karten ver-wendeten Symbole. Dann führen wir sie zu einem Ort, von dem aus die Umge-bung gut sichtbar ist. Als Hilfsmittel bekommen die Schülerinnen und Schüler eine Karte der Umgebung und bunte Stecknadeln, eventuell ein Fernglas. Jede Schülergruppe bekommt eine Karte, auf der ein wichtiger Punkt der Umgebung (ein gut sichtbarer Hügel, ein wichtiges Gebäude, ein markanter alleinstehender

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Baum) mit einer Stecknadel markiert ist. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schü-ler ist es, diese Objekte in dem Terrain zu finden. Für jedes richtig bestimmte Objekt bekommt die Gruppe einen Punkt. Die Gruppe mit der höchsten Punkt-zahl gewinnt.

Es besteht auch die Möglichkeit, eine kompliziertere Variante dieser Aktivität zu wählen. In dem Fall werden auf der Karte Objekte markiert, die vom Standort nicht sichtbar sind (weil sie, zum Beispiel, hinter dem Berg oder im Tal versteckt sind). Eventuell kann die Aktivität ergänzt und die Schülerinnen und Schüler aufgefordert werden, die Entfernungen zwischen ausgewählten Objekten zu schätzen. Diese Einschätzungen können dann durch Messungen auf der Karte überprüft werden.

Aktivität 4 – Schatzsuche

Es geht um ein Orientierungsspiel im Terrain. Vom Lehrer erfordert es eine auf-wendigere Vorbereitung. Die Lehrperson muss nämlich in der Stadt (oder einer anderen Umgebung) geeignete Stellen aussuchen, an denen dann Hinweise für die Schülerinnen und Schüler versteckt werden. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, diese Hinweise zu finden. Es können bestimmte Geschäfte, Informationszentren, oder öffentliche und kulturelle Institutionen sein. Dort kann sich die Lehrperson mit den Mitarbeitern absprechen und die Hinweise für die Schülerinnen und Schüler an der Kasse oder an der Rezeption hinterlassen, besonders dann, wenn wir wollen, dass die Schülerinnen und Schüler mit unbekannten Menschen in Kontakt treten und mit ihnen sprechen müssen. Es können aber auch besondere Orte in der Natur sein, zum Beispiel ein Berggipfel, ein wichtiger Baum usw. Hier wird weniger zwischenmenschli-che Interaktion benötigt.

Die Lehrperson kann die konkrete Form der Hinweise wählen. Hier kann sie ihrer Fantasie freien Lauf lassen. Es kann, zum Beispiel, ein Brief sein, in dem der Weg zum Schatz verbal beschrieben wird, oder ein Puzzle, das das Ziel aus Plan darstellt oder direkt ein Bild des Zieles zeigt. Eine andere Möglichkeit sind geographische Koordinaten, hier ist aber die Verwendung eines GPS-Geräts not-wendig. Diese Hinweise werden verteilt und an verschiedenen Stellen versteckt.

Die Lehrperson muss dann eine Karte vorbereiten, auf der die Orte mit den ver-steckten Hinweisen vermerkt sind. Die Schülerinnen und Schüler müssen dann diese Orte besuchen, schrittweise alle Hinweise finden und das Ziel der Suche identifizieren, d.h. den Ort, an dem sich der Schatz versteckt (was der Schatz darstellt, wird der Lehrerin oder dem Lehrer überlassen).

Eine Alternative ist es, eine blinde oder eine historische Karte zu verwenden.

Die Schülerinnen und Schüler sollten immer wissen, welche Hinweise sie suchen, vor allem dann, wenn sie in der Natur sind und keine Möglichkeit haben, jemanden zu fragen. Die einzelnen Orte können auf der Karte durch eine kurze Beschrei-bung des Hinweises ergänzt werden.

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Aktivität 5 – Fahndung nach Dieben

Um mit einem GPS-Gerät gut arbeiten zu können, müssen die Schülerinnen und Schüler das Prinzip der geographischen Koordinaten verstehen. Sie müs-sen auch imstande sein, sie zu nutzen. Bei der Fahndung nach Dieben geht es um eine kurze und einfache Aktivität, in der dies eingeübt werden kann. Die Schüler bekommen eine Liste von sechs Orten, an denen die Diebe schon tätig waren. Diese sind in einem der drei Formate des meist verwendeten Koordi-natensystems wGS-84 angegeben. Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler besteht darin, festzustellen, um welche Weltstädte es sich handelt. Die Namen der Städte müssen dann in einem vorbereiteten Kreuzworträtsel ergänzt wer-den und die Lösung ist der Name der Stadt, wo der nächste Diebstahl stattfin-den soll, d.h. wo die Polizei hingeschickt werden muss.

Das am häufigsten verwendete Koordinatensystem heißt wGS-84 und wird seit 1984 verwendet. Es ist an das Referenzellipsoid angebunden, das relativ genau der Erdoberfläche angepasst ist. Seine Koordinaten gehen von den geographi-schen Koordinaten aus, die jeden Punkt auf der Erdoberfläche (aber auch die Punkte darunter und darüber) eindeutig durch die geographische Breite, Länge und Höhe bestimmen. Die geographische Breite erreicht Werte von 0° bis 90° nördlich und 0° bis 90° südlich vom Äquator. Die geographische Länge erreicht dann Werte von 0° bis 180° östlich und 0° bis 180° westlich vom Nullmeridian (der in der Nähe von der englischen Stadt Greenwich verläuft).

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Aktivität 6 – Cache suchen

Die Hauptaufgabe besteht hier darin, mithilfe von einem GPS-Gerät einen ver-steckten Cache zu finden. Zusammen mit den Schülerinnen und Schülern wählt die Lehrperson auf der Website www.geocaching.com einen geeigneten Cache, der sich in der Umgebung der Schule befindet. Die Klasse begibt sich dann auf die Suche. Diese Aktivität verlangt Arbeit mit einem GPS-Gerät, da die Informa-tionen über den genauen Ort, an dem der Cache versteckt ist, als geographi-sche Koordinaten angegeben sind. Falls wir mehrere GPS-Geräte zur Verfügung haben, können die Schüler in mehreren Gruppen arbeiten, sodass jede Gruppe ein eigenes GPS-Gerät hat.

Wir empfehlen einen Cache zu wählen, der sich in der Natur, oder mindestens außerhalb der Stadtmitte befindet. In Stadtzentren gibt es meistens viele Leute und es ist schwieriger, unauffällig zu wirken. Es kann von Vorteil sein, einen

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Materialien und Links

1 Rozum do kapsy: malá encyklopedie. 7. upr. a dopl. vyd. Praha: Albatros, 1999, 629 s. ISBN 80-00-00737-1.

2 Geocaching [online]. Seattle, WA, USA: Groundspeak, Inc., 2016 [cit. 2016-02-01]. Dostupné z www: https://www.geocaching.com

3 Pionýr: Dobrodružství na míru [online]. Praha: Pionýr, z. s., 2012 [cit. 2016-02-01]. Dostupné z: www.pionyr.cz

4 Geocaching.cz [online]. Dostupné z www: www.geocaching.cz

Cache zu wählen, der in der Nähe von einem wichtigen Ort versteckt ist, zum Beispiel auf einer Burg, einem Schloss oder auf einem Berggipfel. Die Schüle-rinnen und Schüler können dann auch nach Informationen über den Ort suchen. Dadurch wird diese Aktivität vertieft (die meisten Caches, die sich an wichtigen Orten befinden, erhalten viele zusätzliche Informationen). Für Anfänger ist es empfehlenswert einen sog. traditionellen Cache zu wählen, d.h. einen, der sich direkt an dem Ort, der von den Koordinaten angegeben wird, befindet. Es gibt andere Arten von Caches, z.B. Rätsel-Cache, Multi Cache, Letterbox usw., bei denen zuerst eine Aufgabe gelöst werden muss und erst dann bekommen die Suchenden die Koordinaten des Behälters mit dem Cache. Außerdem befinden sich manche Caches im Wasser oder auf einem Baum, sodass sie ohne die not-wendige Ausrüstung nicht erreicht werden können.

Aktivita 7 – Cache bauen

Schülerinnen und Schüler, die mit der Cachesuche schon Erfahrungen haben, können versuchen, einen eigenen Cache zu bauen. Es gibt zwei Möglichkeiten: sie können einen offiziellen oder inoffiziellen Cache bauen. Der offizielle Cache unterliegt bestimmten Bedingungen. Nach Veröffentlichung auf der Website wird beurteilt, ob diese Bedingungen erfüllt worden. Nachdem eine Genehmi-gung erteilt wird, wird der Cache jedoch für alle andere Nutzer zugänglich. Die andere Möglichkeit besteht darin, einen inoffiziellen, nur für die Mitschüler bestimmten Cache zu bauen. In beiden Fällen müssen die Schülerinnen und Schüler zuerst einen geeigneten Ort finden, an dem der Cache versteckt wer-den kann, z.B. in der Nähe einer Burg oder einer anderen Sehenswürdigkeit. Mithilfe eines GPS-Geräts werden sie dann die genaue Position des Verstecks feststellen und dann ein Listing erstellen, in dem auch die geographischen Koordinaten angegeben werden.

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gEocachIng.com Die offizielle Web-site von Geocaching. Hier kann jede Spielerin/jeder Spieler kostenlos ein Konto erstellen. Somit erlangt sie/er Zugang zu der Mehrheit schon existie-render Caches, eventuell kann jede Spie-lerin/jeder Spieler einen neuen Cache für die anderen Spielerinnen und Spieler bauen. Die Website wurde in mehre-re Weltsprachen übersetzt. Außer z.B. Englisch und Deutsch gibt es sie auch auf Tschechisch.

❀ www.geocaching.com

gEocachIng.cz Die tschechische Web-site von Geocaching. Hier sind zahlreiche Videos, Anleitungen, Foren, Kalender mit verschiedenen Veranstaltungen, und andere interessanten und notwendige Informationen erhältlich.

❀ www.geocaching.cz ❀ Es gibt auch andere lokale

Variationen, ❀ www.geocaching.de ❀ www.geocaching.sk.

Begleitmaterialien

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Viele von euch haben schon mal ein GPS-Gerät verwendet. Vielleicht habt ihr sogar eine Navi-App auf eurem Handy. Ein Navigation sgerät empfängt die Sig-nale einer der Satelliten, die dem Projekt des globalen Positionierungssystems des Verteidigungsministeriums der Vereinigten Staaten angehören. Zurzeit krei-sen 31 Satelliten um die Erde. Jeder ist mit Antennen (zur Kommunikation und Informationssendung), Solarzellen, Batterien, die eine Quelle elektrischer Ener-gie darstellen, und 3 bis 4 sehr genauen Atomuhren ausgestattet. Jeder Nutzer eines GPS-Geräts empfängt Signale mit Daten von Satelliten, die sich gerade auf dem Horizont befinden. Das GPS-Gerät kann dann aufgrund von bestimmten definierten Parametern die geographische Position und die Höhenlage errech-nen. Außerdem kann zu der Position des Geräts (und des Nutzers) die Entfer-nung zu einem anderen Punkt auf der Erdoberfläche errechnet werden. Einfache GPS-Geräte können wirklich nur die kürzeste Strecke in die gegebene Richtung feststellen. Es gibt „intelligentere“ Navigationsgeräte, die z.B. im Autoverkehr verwendet werden, die aber auch wesentlich teurer sind.

Das Signal mit den Daten bewegt sich nur von den Satelliten zu den GPS-Gerä-ten. Das heißt, dass ein Gerät nur einen passiven Empfänger darstellt.

Im Alltag verwenden wir sehr viele elektronische Geräte, die zahlreiche Funk-tionen erfüllen. Wenn es um Orientierung in der Natur oder in der Stadt geht, sollten wir die traditionellen Orientierungstechniken im Terrain nicht verges-sen. Die Batterie unseres GPS-Geräts kann leicht ausgehen, der Himmel kann zu stark bewölkt sein, oder es kann Signalstörungen geben. In diesen Fällen scheitert das GPS-Gerät und kann unsere Position nicht mehr feststellen. Dann können wir nicht anders als uns mithilfe einer Karte oder einem Plan der Umge-bung zu orientieren. Meistens ist es dann notwendig, die Himmelsrichtungen zu bestimmen, damit wir uns mit der Karte im Terrain orientieren können. Diese Fertigkeiten, das heißt mit einem Kompass oder einer Bussole die Himmelsrich-tungen zu bestimmen und eine Karte zu lesen, waren in der Vergangenheit die wichtigsten Orientierungsmethoden, aber auch heute ist es gut, sie zu erlernen.

Deswegen haben wir für euch mehrere Aktivitäten vorbereitet, die euch helfen, neue Kenntnisse in diesem Bereich zu gewinnen, oder die Kenntnisse, die ihr schon habt, zu vertiefen. Ihr müsset euch aber bewusst werden, dass es nicht reicht, diesen Text zu lesen. Es verlangt viel praktische Übung, um sich im Ter-rain gut orientieren zu können.

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Mensch, Technik und elekTriziTäT Mensch und TechnikB 1BAr

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➋ Aktivität 1 – Die Terrainlehre

Wenn ihr euch in der Natur orientieren wollt, ist es sehr oft notwendig, die Himmelsrichtungen zu bestimmen. Erst dann könnt ihr euch auf der Karte oder dem Plan richtig orientieren und den Weg zum Ziel planen. Eine der einfachsten Möglichkeiten, wie man die Himmelsrichtungen bestimmen kann, ist die Beob-achtung des Sonnenstandes im Zusammenhang mit der Tageszeit. In unserer geographischen Breite geht die Sonne im Südosten auf, am Mittag befindet sie sich ungefähr über unseren Köpfen leicht zum Süden verschoben, und abends geht sie im Südwesten unter. Eine andere Möglichkeit ist der Polarstern, der sich am Ende des Sternbildes Kleiner Wagen befindet. In seiner Nähe befindet sich auch der nördliche Himmelspol. Das heißt, dass der Polarstern zuverläs-sig den Norden anzeigt.

Außerdem gibt es aber auch viele andere interessante Möglichkeiten, wie man mit ein bisschen Erfahrung die Himmelsrichtungen bestimmen kann. Wir spre-chen von sogenannter Terrainlehre.

In der folgenden Tabelle findet ihr eine Liste von Aussagen. Eure Aufgabe ist es festzustellen, welche dieser Aussagen stimmen.

Aussage JA/nein

Mittags befindet sich die Sonne im Süden.

Um Mitternacht befindet sich der Mond im Süden.

Der Polarstern steht immer im Norden.

Die Baumrinde ist auf der Nordseite dicker als an der Südseite.

Bei Baumstümpfen kann man erkennen, dass die Jahresringe auf der Nordseite dichter sind. Auf der Südseite ist der Abstand größer.

Das Rindvieh grast auf den Weiden vom Osten nach Westen.

Die Baumstämme sind an der Nordseite häufiger mit Moos bewachsen.

Der Schnee taut langsamer auf den nördlich orientierten Bergabhängen und Wiesen.

Die Südseite der Ameisenhügel ist meistens steiler als die Nordseite.

Die Ameisenhügel werden von der Nordseite meist von einem Baum oder einem Baumstumpf geschützt.

Die Altäre in älteren katholischen Kirchen sind meist zum Osten hin orientiert.

Hochspannungsleitung en sind in der Landschaft vom Norden nach Süden geleitet.

Die Eingänge zu Bienenhäusern sind meistens nach Süden orientiert.

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Manche dieser Aussagen enthalten eine falsche Information. Könnt ihr diese Fehler finden und korrigieren, damit die Aussagen stimmen?Denkt über die Aussagen, die ihr als richtig bezeichnet habt, nach. Könnt ihr eure Entscheidung begründen und erklären, warum es in der Natur so ist?

Macht eine Liste der korrigierten Aussagen und versucht diese Aussagen auf einem Spaziergang in der Natur zu überprüfen (ihr könnt die Liste auch durch weitere Aussagen ergänzen, die ihr zum Beispiel im Internet findet).

Könnt ihr diese Regeln nützen und mindestens ungefähr die Himmelsrichtun-gen bestimmen? Ihr könnt dann die Genauigkeit eurer Bestimmung mit einem Kompass oder einer Bussole überprüfen.

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➌ Aktivität 2 – Die Uhr als Kompass

Die Himmelsrichtungen kann man auch durch den Zusammenhang zwischen der Position der Uhrzeiger und dem Sonnenstand relativ genau bestimmen. Die winkelhalbierende Linie des Winkels zwischen 12 Uhr und dem Stundezeiger, der auf die Sonne gerichtet ist, zeigt ugf. nach Süden, wobei mann Vormittags im Uhrzeigersinn und Nachmittags gegen den Uhrzeigersinn messen muss.

Vergesst nicht, dass es die Zeitumstellung gibt. Vom März bis Oktober gilt die mitteleuropäische Sommerzeit (MeSZ). Das heißt, dass sich die Uhrzeiger, rela-tiv zur Sonne, um eine Stunde verschieben. In dieser Jahreszeit müsst ihr den Winkel zwischen dem zur Sonne gerichteten kleinen Uhrzeiger und der Ziffer 1 auf der Uhr halbieren.

Versucht die Himmelsrichtungen mit Hilfe einer Zeigeruhr zu bestimmen. Über-prüft die Genauigkeit eurer Bestimmung mit einer Bussole, einem Kompass oder einem GPS-Gerät.

Ähnlich, wie man tagsüber die Himmelsrichtungen mit einer Zeigeruhr bestim-men kann, kann man in der Nacht die Sonne mit dem Mond ersetzen. Diese Vorgehensweise ist aber komplizierter, da es verschiedene Mondphasen gibt. Wenn aber Vollmond ist, steht der Mond „direkt gegenüber“ der Sonne, sodass ihr auf dieselbe Weise vorgehen könnt, wie bei der Himmelsrichtungsbestim-mung mit der Sonne.

Falls kein Vollmond stattfindet, kann man den Zusammenhang zwischen der Mondphase und dem Mondstand nützen. Auf diese Weise können die Him-melsrichtungen aber nur ungenau bestimmt werden (ähnlich, wie bei Him-melsrichtungsbestimmung ausschließlich mit der Sonne). In der Tabelle ist der Zusammengang zwischen dem Mondstand, der Tageszeit und der Mondphase dargestellt.

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21 W SW S SO O – –

24 – W SW S SO O –

3 – – W SW S SO O

6 – – – W Sw S SO

Abb. 1 Bestimmung der Südrichtung mit Hilfe einer analogen Uhr und des Sonnenstandes (links bei der mitteleuropäischen Zeit; rechts bei der mitteleuropäischen Sommerzeit)

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Wenn die Mitteleuropäische Sommerzeit gilt, ist alles um eine Stunde verschoben.

Zeit

19 SW S SO O – – –

22 W SW S SO O – –

1 – W SW S SO O –

4 – – W SW S SO O

7 – – – W SW S SO

Versucht nach dem Mondstand möglichst genau die Himmelsrichtungen zu bestimmen. Falls ihr Glück habt und gerade Vollmond ist, könnt ihr die genau-ere Methode mit einer Zeigeruhr verwenden. Falls kein Vollmond ist, versucht die Himmelsrichtungen mindestens einzuschätzen.

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➍ Aktivität 3 – Beobachtung der Umgebung

Wenn ihr die Himmelsrichtungen bestimmen könnt, wird es nicht schwierig sein, euch auf der Karte oder einem Plan der Umgebung zu orientieren. Meis-tens sind Karten nach Norden ausgerichtet. Wenn nicht, gibt es auf der Karte eine Richtungsrose, die den Norden anzeigt.

Bevor ihr anfangt, mit einer Karte zu arbeiten, solltet ihr die Bedeutung der wichtigsten Symbole wiederholen. Es geht um touristische Symbole, die für wichtige auf der Karte abgebildete Objekte stehen und meistens universell sind.

Findet Paare von Symbolen, die ihr auf Karten finden könnt, und ihren Bedeutungen.

Wenn ihr einen geeigneten Aussichtsort findet, bekommt ihr von eurer Lehre-rin/eurem Lehrer eine Karte, in der mit bunten Stecknadeln bestimmte sich in der Umgebung befindende Objekte gekennzeichnet sind. Eure Aufgabe besteht darin, sich auf der Karte richtig zu orientieren und zu versuchen, die gekenn-zeichneten Objekte in der Landschaft zu identifizieren. Als eine Zusatzaufgabe könnt ihr auch versuchen, die Entfernung zwischen diesen Objekten möglichst genau einzuschätzen. Eure Einschätzung könnt ihr dann mithilfe der Karte über-prüfen. Dort müsst ihr die Entfernungen mit einem Lineal abmessen und in wirkliche Entfernungen umrechnen.

Aussichtsturm

Höhle

Weg zur Haltestelle

Eisenbahn

Aussichtspunkt

Ruine

Hauptstraße

Hochbau

Museum

Post

Tankstelle

Denkmal

Freibad

Burg

Krankenhaus

Bunker

alleinstehender Fels

Kreuz

Kirche

Kapelle

Zughaltestelle

Infozentrum

Höhenkote

Geburtsort einer wichtigen Person

Restaurant

Quelle

Sumpfstelle

Brücke

Abgrund

Burgstätte

Bergrettungszentrum

Friedhof

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Wenn ihr in der Natur Entfernungen abschätzt, vergesst die folgende Faust-regel nicht: Die Genauigkeit der Einschätzung wird durch eure Erfahrungen, eure Sehschärfe und durch die aktuelle Sichtbarkeit beeinflusst. Unter idea-len Bedingungen.

❀ bis 50 Meter Entfernung könnt ihr Menschengesichter erkennen, ❀ bis 100 Meter erkennt ihr die Kleidung und die einzelnen Körperteile, ❀ bis 500 Meter Entfernung erkennt ihr, ob eine Person zu euch oder von

euch weg geht, ❀ bis 1 Kilometer Entfernung könnt ihr die Fenster an Hauswänden, stehende

Personen und einzelne Bäume erkennen, ❀ bis 2 Kilometer Entfernung seht ihr Bäume und Häuser nur noch als Umrisse

ohne Einzelheiten, ❀ bis 3 Kilometer Entfernung könnt ihr einzelne Häuser im Dorf nicht mehr

erkennen, ❀ bis 5 Kilometer Entfernung könnt ihr die Einzelheiten weitentfernten Berge

nicht mehr erkennen.

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➎ Aktivität 4 – Schatzsuche

Es ist zwar wichtig, sich auf einer Karte orientieren zu können, es ist aber noch wichtiger, sich im Terrain zu orientieren. Von eurer Lehrerin/eurem Lehrer bekommt ihr eine vorbereitete Karte, auf der bestimmte Orte gekennzeichnet sind. Fin-det heraus, wo sich diese Orte befinden und besucht sie. Es können bestimmte Geschäfte, Kultur- oder Infozentren oder andere wichtige Orte und Sehens-würdigkeiten in der Umgebung sein. Dort findet ihr versteckte oder deponierte Hinweise, die ihr zusammenbringen müsst, damit ihr mit ihrer Hilfe den Schatz finden könnt.

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Aktivität 5 – Fahndung nach Dieben

Es gibt verschiedene geographische Koordinatensysteme (z.B. das utM-Koor-dinatensystem, S-42 usw.). Das bekannteste und das meistverbreitete ist das Koordinatensystem wGS-84, das auch für die GPS Navigation genützt wird. Es wird ein Punkt auf der Erdoberfläche (bzw. ober- oder unterhalb der Erdoberfläche) durch die geographische Breite, Länge und Höhe definiert. Die drei Werte sind relativ zu dem Referenzellipsoid, das relativ genau die Erdoberfläche abbildet.

Für übliche Navigationszwecke muss man nicht unbedingt die geographische Höhe kennen, die geographische Breite und Länge sind aber unerlässlich. Sie werden wie folgt angegeben: Die geographische Breite erreicht Werte von 0° bis 90° nördlich und vom 0° bis 90° südlich vom Äquator. Die geographische Länge erreicht dann Werte von 0° bis 180° östlich und von 0° bis 180° westlich vom Nullmeridian (der in der Nähe von der englischen Stadt Greenwich verläuft). Es ist also klar, dass die Erdhalbkugel angegeben werden muss, auf der sich ein bestimmter Punkt befindet. Die Orte nördlich vom Äquator werden mit N (vom englischen „north“) bezeichnet, die Orte südlich vom Äquator dann mit S (vom englischen „south“). Wenn sich ein Ort östlich vom Nullmeridian befindet, sind die Koordinaten durch den Buchstaben E („east“) ergänzt, und die Koordina-ten der sich westlich vom Nullmeridian befindenden Orte werden durch den Buschstaben W („west“) ergänzt.

Die geographische Breite und Länge können in der Einheit Grad (als dd.ddddd°), oder Grad und Minuten (dd° MM. MMM′) oder Grad, Minuten und Sekunden (dd° MM′ SS.SSS″) angegeben werden.

Zum Beispiel die Koordinaten des Denkmals des Heilligen Wenzels auf dem Wen-zelsplatz in Prag können wir wie folgt angeben: n 50,07978° e 14,42973° oder n 50° 04,787′ e 14° 25,784′ nebo n 50° 04′ 47,220″ e 14° 25′ 47,040″.

Diese Schreibweisen können leicht umgerechnet werden. Es gilt, dass ein Grad 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden hat. Es werden folgende Formeln verwendet.

dd° mm′ ss.sss″ na dd.ddddd° ❀ dd.ddddd° = dd° + MM′/60 + SS.SSS″/3600

dd.ddddd° na dd° mm′ ss.sss″ ❀ dd° MM′ SS.SSS″ = dd° (0.ddddd × 60)′ (0.ddddd × 3600)″

dd° mm′ ss.sss″ na dd° mm.mmm° ❀ dd° MM.MMM′ = dd° MM′ + SS.SSS″/60

dd° mm.mmm′ na dd° mm′ ss.sss″ ❀ dd° MM′ SS.SSS″ = dd° MM′ (0.MMM × 60)″

dd° mm.mmm′ na dd.ddddd° ❀ dd.ddddd° = dd° + MM.MMM′/60

dd.ddddd° na dd° mm.mmm′ ❀ dd° MM.MMM′ = dd° (0.ddddd × 60)′

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MenScH, tecHni� und eLe�triZit�t MenScH und tecHni�b 1bAr

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➏ In verschiedenen Weltstädten tobt eine Diebesbande. Es wurden zahlreiche Gemälde aus Galerien gestohlen. Findet heraus, in welchen Städten sie schon zugeschlagen haben und tragt die Namen in das Kreuzworträtsel ein. Die Lösung ist der Name der Stadt, wo sie ihren nächsten Diebstahl planen. Dort kann auf die Polizei auf sie warten.

Der erste Diebstahl hat in der Stadt mit den Koordinaten n 41,38522° e 2,18089° stattgefunden. Die zweite Galerie wurde in der Stadt mit den Koordinaten n 40° 46′ 46,800″ w 73° 57′ 47,800″. ausgeplündert. Zum dritten Mal wurde ein Gemälde in der Stadt mit den Koordinaten S 31° 57′ 01,400″ e 115° 51′ 38,100″, gestohlen. Der vierte Diebstahl hat im Museum mit den Koordinaten S 12° 08,198′ w 77° 01,398′. stattgefunden. Der fünfte und der sechste Diebstahl sind kurz nachei-nander passiert, zuerst in der Stadt mit den Koordinaten n 41,02665° e 28,98441° und zwei Tage später in der Stadt mit den Koordinaten n 51° 30,547′ w 0° 07,698′.

Eure Hausaufgabe besteht darin, die sechs Städte, in denen die Diebstähle statt-gefunden haben, und die siebte Stadt, in der der nächste Diebstahl geplant ist, so genau wie möglich auf der Karte zu markieren.

Abb. � Weltkarte (quelle: www.pixabay.com)

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Aktivität 6 – Cache suchen

Wählt auf der Website www.geocaching.com einen Cache in eurer Umgebung und macht euch zusammen mit eurer Lehrerin/eurem Lehrer auf die Suche. Verwendet dabei ein GPS-Gerät, das euch nach den eingegebenen Koordina-ten zu dem Cache hinführen wird. Der Cache enthält einen Notizblock, auf dem ihr mit einem vorher gewählten Alias unterschreibt. Es kann ein individueller Alias oder ein Alias für die ganze Gruppe sein. Anschließend bestätigt ihr euren Besuch auch noch auf der Website.

Es gibt viele Caches. Nicht nur die sog. traditionellen Caches, die sich direkt an dem angegebenen Ort befinden, sondern auch viele andere Typen (z.B. Rät-selcache, Multi Cache, Wherigo Cache, usw.), die erst dann gefunden werden können, wenn der/die Suchende eine bestimmte Aufgabe löst (z.B. ein Rätsel, dessen Lösung die Koordinaten beinhaltet). Falls ihr noch keine Erfahrungen mit der Cachesuche besitzt, ist es empfehlenswert, einen traditionellen Cache zu wählen, und es erst später mit den anderen Cachetypen versuchen.

Schenkt der Auswahl eures ersten Caches viel Aufmerksamkeit. Zieht einen tra-ditionellen Cache vor, der sich außerhalb des Stadtzentrums befindet. An ver-kehrs- und menschenreichen Orten werdet ihr bei der Suche auffallen und der Cache wird höchstwahrscheinlich nicht sehr schön sein. Merkt euch auch, wie die Beschreibung des Caches, das sog. Listing, aussieht. Eine gute Beschreibung steigert eure Aussichten, einen schönen Cache zu finden. Wichtig ist auch, wie viele Punkte der Cache von anderen Nutzern bekommen hat. Je mehr Punkte, desto mehr Nutzer haben ihn als schön bewertet. Vergesst auch nicht einen gut zugänglichen Cache zu wählen. Manche Caches sind auf Bäumen oder unter dem Wasser versteckt, sodass sie ohne geeignete Ausrüstung nicht erreicht werden können.Es ist gut, euch bei der Auswahl des ersten Caches von einem erfahreneren Cachesucher beraten zu lassen.

In den meisten Fällen wird das Listing durch weitere interessante Orte in der Umgebung ergänzt. Es kann ein naheliegender Aussichtsort sein oder eine mit dem Cache zusammenhängende Sehenswürdigkeit. Es lohnt sich, diesen Infor-mationen bei der Cachesuche Aufmerksamkeit zu schenken und diese Orte zu besuchen.

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➑ Aktivität 7 – Cache bauen

Wenn ihr schon Erfahrungen mit der Cachesuche gesammelt habt könnt ihr einen eigenen Cache bauen. Es muss nicht gleich ein offizieller Cache sein. Zuerst könnt ihr eine Cachesuche für eure Mitschüler vorbereiten.

Wählt einen interessanten Ort in eurer Umgebung. Es kann, zum Beispiel eine Burg sein, ein wichtiger Baum oder ein besonders schöner Platz. Schaut euch um und findet Orte, an denen ein Cache versteckt werden kann. Meistens sind es Lock’n’Lock Behälter, die in einem hohlen Baumstumpf oder unter einem Stein versteckt werden können. Die Geschickten unter euch können auch ein Vogel-haus bauen, das mit dem Cache an einem Baum befestigt werden kann. Stellt schließlich die Position des endgültig gewählten Ortes mit einem GPS-Gerät fest und fügt die Koordinaten anderer, sich in der Umgebung befindender Orte hinzu. Jetzt könnt ihr den Cache verstecken und das Listing mit der Geschichte und anderen interessanten Informationen über den Ort und die GPS-Koordi-naten ergänzen. Eure Mitschüler werden dannmithilfe dieser Beschreibung nach dem Cache suchen. Ihr könnt ihn sogar auf der Website der Cachesuche veröffentlichen.

Falls ihr euch entscheidet, einen offiziellen Cache zu bauen, müsst ihr mit einer kleinen Verspätung rechnen, da er auch den anderen Suchenden zugänglich wird. Jeder Cache muss genehmigt werden und alle Bedingungen erfüllen.

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1 Navigation und Orientierung in Natur und Stadt · b 1.2 nAiGAtiOn und OrientierunG in nAtur und...

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