Geographie · Klasse 9

Ideen für aktives Lernen

Klimamodelle und Klimaprognosen

Aktive Modellierung und Diskussionen helfen den Schülerinnen und Schülern, die Komplexität von Klimamodellen zu begreifen. Durch eigenes Ausprobieren erkennen sie, dass Prognosen auf Annahmen basieren und nicht auf perfekten Vorhersagen.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe I - Methoden
• KMK: Sekundarstufe I - Fachwissen

• 30–50 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Flipped Classroom
• 45 Min. · Kleingruppen

Gruppenmodellierung: Vereinfachtes Klimamodell

Gruppen erhalten Daten zu Temperatur, CO2 und Albedo. Sie bauen in Excel oder einer App ein Modell mit Formeln für Erwärmung. Jede Gruppe testet Szenarien und präsentiert Ergebnisse.

Erklären Sie die Grundlagen, wie Klimamodelle zukünftige Klimaentwicklungen simulieren.

Moderationstipp

Geben Sie den Gruppen klare, aber überschaubare Parameter für ihr vereinfachtes Modell vor, um Überforderung zu vermeiden.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten eine Karte mit einem Begriff (z.B. 'Rückkopplungseffekt', 'Szenario'). Sie sollen eine kurze Definition in eigenen Worten schreiben und ein Beispiel nennen, das für die Klimamodellierung relevant ist.

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Selbstwahrnehmung

Aktivität 02

• Debatte
• 30 Min. · Partnerarbeit

Debatte: Szenario-Analyse

Teilen Sie Karten mit RCP-Szenarien aus. Paare vorbereiten Argumente für und gegen ein Szenario. Im Plenum debattieren sie Auswirkungen auf Deutschland.

Analysieren Sie die Bedeutung von Szenarien für die Klimaforschung und Politikberatung.

Moderationstipp

Fordern Sie die Schüler in der Debattenrunde auf, ihre Argumente mit konkreten Modelldaten oder Szenarien zu untermauern.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie die Frage: 'Warum können Klimaprognosen für die nächsten 30 Jahre genauer sein als für die nächsten 300 Jahre?' Leiten Sie die Diskussion zu Themen wie Modellkomplexität, Datenverfügbarkeit und chaotischen Systemen.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Selbststeuerung
• Entscheidungsfähigkeit

Aktivität 03

• Flipped Classroom
• 50 Min. · Kleingruppen

Stationsarbeit: Prognose-Grenzen

Vier Stationen: 1. Modellvideo analysieren, 2. Unsicherheitsfaktoren notieren, 3. Regionale Karte markieren, 4. Prognose kritisieren. Gruppen rotieren und sammeln Erkenntnisse.

Beurteilen Sie die Herausforderungen und Grenzen von Klimaprognosen für regionale Planungen.

Moderationstipp

Stellen Sie bei der Stationsarbeit sicher, dass die Materialien auch regionale Effekte wie Albedo oder Meeresströmungen abbilden.

Worauf zu achten ist

Zeigen Sie zwei Grafiken, die die Ergebnisse zweier unterschiedlicher Klimamodelle für die Temperaturvorhersage einer deutschen Stadt darstellen. Fragen Sie die Schüler: 'Was fällt Ihnen an den beiden Grafiken auf? Welche Gründe könnte es für die Unterschiede geben?'

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Selbstwahrnehmung

Aktivität 04

• Flipped Classroom
• 35 Min. · Einzelarbeit

Individuelle Simulation: Online-Tool

Schüler nutzen ein webbasiertes Klimamodell-Tool. Sie variieren Parameter und notieren Veränderungen in regionalen Prognosen. Abschließende Reflexion im Plenum.

Erklären Sie die Grundlagen, wie Klimamodelle zukünftige Klimaentwicklungen simulieren.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten eine Karte mit einem Begriff (z.B. 'Rückkopplungseffekt', 'Szenario'). Sie sollen eine kurze Definition in eigenen Worten schreiben und ein Beispiel nennen, das für die Klimamodellierung relevant ist.

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Selbstwahrnehmung

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Unterrichten Sie Klimamodelle durch schrittweise Abstraktion: Beginnen Sie mit lokalen, greifbaren Beispielen, bevor Sie globale Zusammenhänge thematisieren. Vermeiden Sie Überforderung durch zu frühe Komplexität. Nutzen Sie die natürliche Neugier der Schüler auf Wetterphänomene, um physikalische Grundlagen wie Strahlungsbilanzen oder den Treibhauseffekt zu erklären. Forschung zeigt, dass Schüler besser lernen, wenn sie Modelle selbst anpassen und Fehlerquellen erkennen können.

Die Schülerinnen und Schüler können die Grundprinzipien von Klimamodellen erklären, Szenarien wie RCPs einordnen und die Grenzen von Prognosen begründen. Sie nutzen Fachbegriffe korrekt und diskutieren Unsicherheiten sachlich.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Gruppenmodellierung 'Vereinfachtes Klimamodell' entsteht der Eindruck, Klimamodelle seien perfekte Abbilder der Realität.

  Nutzen Sie die Diskussion nach der Gruppenarbeit, um bewusst nach Abweichungen zwischen Modell und Realität zu fragen. Die Schüler sollen selbst erkennen, dass Vereinfachungen wie feste Wolkenbedeckung oder konstante Albedo zu Ungenauigkeiten führen.

• Während der Debattenrunde 'Szenario-Analyse' wird behauptet, Klimaprognosen seien exakt und sicher.

  Lenken Sie die Debatte auf die Bandbreiten der Szenarien und deren politische Konsequenzen. Die Schüler sollen verstehen, dass RCPs keine Vorhersagen, sondern mögliche Entwicklungswege darstellen.

• Während der Stationsarbeit 'Prognose-Grenzen' wird angenommen, regionale Prognosen seien unabhängig von globalen Modellen.

  Verweisen Sie auf die Materialien der Station, die globale und regionale Modelle verknüpfen. Die Schüler sollen Feedback-Effekte wie das Schmelzen der Polareisdecke und dessen Einfluss auf lokale Temperaturen nachvollziehen.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Flipped Classroom
• Debatte