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Experimente im Experimente im SchSchüülerlaborlerlaborRichard BrRichard Brääuckerucker
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Gliederung
DLR_School_Labs – Ziele, didaktisches KonzeptDLR_School_Lab Köln-PorzForschung verstehen – Interdisziplinärer Ansatz
Beispiel GravitationsbiologieKreativität versus Erfolg? – Der ZeitfaktorWissenstransfer Forschung – Schule
Vor- und NachbereitungWeiterführende Angebote für Schülerinnen und Schüler LehrerfortbildungKooperationen
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Köln-Porz
Lampoldshausen
Oberpfaffenhofen
Göttingen
Berlin--Adlershof
Hamburg
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Ergänzung des fächer-übergreifenden
Schulunterrichtes undUnterstützung der
Lehrenden
Förderung desInteresses an Natur-
und Ingenieur-wissenschaften
Vermittlung vonDLR-Forschungsinhalten
in authentischerUmgebung
Schaffung von Anreizenzur Berufswahl im
Bereich der Natur- undIngenieurwissenschaften
Wissenstransfer durchdie Anregung von
Fantasie und Neugierde
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WissenschaftlicheInstitute der
DLR-Standorte
WissenschaftlicherArbeitskreis
SchulenPädagogischerArbeitskreis
Wissenschaftler
Experimente
Evaluation
Fachwissen
Didaktik Informationen,Unterrichtsmaterialien
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Folie 6 > Experimente im Schülerlabor > Dr. Richard Bräucker, DLR_School_Lab Köln-Porz Experimente_Wolfsburg_06 > 17.04.2006
Interesse wecken
Faszination
Authentizität
Experimentieren
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Köln-Porz
Lampoldshausen
Oberpfaffenhofen
Göttingen
Berlin--Adlershof
Hamburg
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Themen der Versuche
Kometensimulation
Werkstoffkennwerte
Solare Wasserreinigung
Aktive Lärmkontrolle
Schwerelosigkeit
Gravitationsbiologie
LuftverkehrBrennstoffzellen
Kreislaufphysiologie
Vakuum
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Variable Komplexität der Versuche
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Typischer Zeitplan
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GravitationsbiologieGravitationsbiologieSchwerkraftwahrnehmung Schwerkraftwahrnehmung beim beim „„PantoffeltierchenPantoffeltierchen““
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Sch
we
r-k
raft
Einzeller reagieren auf unterschiedlicheEinzeller reagieren auf unterschiedlicheReize ihrer UmweltReize ihrer Umwelt
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Sch
we
r-k
raft
KKöönnen einzelne Zellen auch die nnen einzelne Zellen auch die Schwerkraft der Erde wahrnehmen...Schwerkraft der Erde wahrnehmen...
...und sie zur Orientierung in ihrem ...und sie zur Orientierung in ihrem Lebensraum nutzen?Lebensraum nutzen?
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Die Beobachtung:Die Beobachtung:
Max VMax VERWORNERWORN (1889)(1889)
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untenunten
NiCl2
Aktive Zellen schwimmenAktive Zellen schwimmennach oben (nicht zum Licht,nach oben (nicht zum Licht,zu Sauerstoff oder Wzu Sauerstoff oder Wäärme)rme)
GelGeläähmte Zellenhmte Zellensinken nach untensinken nach unten
gasdurchlgasdurchläässigessigeFolieFolie
WieWiefunktioniertfunktioniert
das?das?
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Hypothese 1:Hypothese 1:Die Zelle richtet sich wie eine Boje ausDie Zelle richtet sich wie eine Boje aus
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Flusskrebs
„Richtgrube“ (Statocyste)
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unten
Statocyste (z.B. Flusskrebs)Statocyste (z.B. Flusskrebs)
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unten
Statocyste (z.B. Flusskrebs)Statocyste (z.B. Flusskrebs)
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"vorn""vorn"
"vorn"
Hypothese 2:Hypothese 2:Die Zelle nimmt die Schwerkraft wahrDie Zelle nimmt die Schwerkraft wahr
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mechanischer Reiz hinten:
schnelleres Vorwärtsschwimmen
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mechanischer Reiz vorn:
Rückwärtsschwimmen oder
langsameres Vorwärtsschwimmen
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vornCa-Rezeptoren:„bremsen“
K-Rezeptoren:„Gas geben“
?
Sch
wer
kraf
t
„ bes
chle
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en!“
vorn
?
Sch
wer
kraf
t
„abb
rem
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“
K-Rezeptoren:„Gas geben“
Ca-Rezeptoren:„bremsen“
?
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Experim ent G ravitationsbiologieWissenschaftliches Arbeiten ist fächerübergreifend
NeurobiologieReizwahrnehmungReizverarbeitungstatische SinnesorganeEvolutionSystematikRaumfahrtmedizin
Biologie
StatistikAlgebraVektorgleichungen
Mathematik
BildverarbeitungObjekterkennungDatenerfassungDatenorganisation
Informatik
ElektrochemieBiochemie
Chemie
MechanikHydrodynamik
Physik
HypothesenbildungVersuchsplanungVersuchsaufbau
Wiss.Theorie
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Folie 28 > Experimente im Schülerlabor > Dr. Richard Bräucker, DLR_School_Lab Köln-Porz Experimente_Wolfsburg_06 > 17.04.2006
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Ein Ein ComputerComputer--programmprogrammverfolgt die verfolgt die SchwimmSchwimm--bahnenbahnen
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Folie 30 > Experimente im Schülerlabor > Dr. Richard Bräucker, DLR_School_Lab Köln-Porz Experimente_Wolfsburg_06 > 17.04.2006
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Statistische AuswertungStatistische Auswertung
vertikal 1g
15%
r = 0.488
Ges
chw
indi
gkei
tO
rient
ieru
ng
n = 550vmed= 1414 µm/s+21
-29
1500 µm/s
Schwimmgeschwindigkeiten [µm/s]
rela
tive
Häu
figke
it [%
]
0
10
20
0 1000 2000
g
V D = P + S -Δ D
-V U = -P + S -Δ U+
V D -V U = 2 S -Δ D -Δ U
Δ =VD -VU
2-S
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Der Zeitfaktor
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Wissenstransfer Forschung – SchuleVor- und Nachbereitung
Vorbereitung des Besuches
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Wissenstransfer Forschung – SchuleWeiterführende Angebote für Schülerinnen
und Schüler
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Folie 36 > Experimente im Schülerlabor > Dr. Richard Bräucker, DLR_School_Lab Köln-Porz Experimente_Wolfsburg_06 > 17.04.2006
Wissenstransfer Forschung – SchuleLehrerfortbildung
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Folie 37 > Experimente im Schülerlabor > Dr. Richard Bräucker, DLR_School_Lab Köln-Porz Experimente_Wolfsburg_06 > 17.04.2006
Wissenstransfer Forschung – SchuleKooperationen