Fernerkundung in Schulen

Begriff und Einsatz im Unterricht

Fernerkundung in Schulen bedeutet, Fernerkundung in den Unterricht zu integrieren. Dazu gehören sowohl Fernerkundungsdaten als auch Fernerkundungsmethoden. Daten können photographische, digitale oder mikrowellengestützte Luft- und Satellitenbilder sein. Methoden sind beispielsweise Resampling, die Klassifikation von Landoberflächen und Zeitreihenanalysen.

Das Thema ist für den Unterricht bedeutsam, weil Luft- und Satellitenbilder Informationen und Strukturen sichtbar machen können, die sich mit üblichen Materialien weniger gut darstellen lassen. Fernerkundung kann nicht nur im Fach Geographie, sondern auch in weiteren naturwissenschaftlichen Fächern eingesetzt werden.

Entwicklung und didaktischer Hintergrund

Seit Beginn der 1980er Jahre wird darüber diskutiert, Fernerkundungsdaten als zusätzliches Medium stärker im europäischen Schulunterricht zu verwenden. Bis zum Beginn des neuen Jahrtausends wurde das Thema praktisch jedoch nur spärlich behandelt. Im Schulkontext wurde Fernerkundung meist mit der visuellen Interpretation von Luftbildern gleichgesetzt.

Die Deutsche Gesellschaft für Geographie (DGFG) nennt in ihren Empfehlungen für die Lehrplanarbeit den Einsatz von Fernerkundungsmethoden und GIS ausdrücklich als wichtig. GIS sind geografische Informationssysteme. Nach der DGFG können dadurch Informationen bereitgestellt werden, die wegen Aktualität, Kosten oder begrenztem Raum in Standard-Lehrmaterialien fehlen. Außerdem können neue Lehr-, Lern- und Unterrichtsformen unterstützt werden: Traditioneller Unterricht kann bereichert und geöffnet werden, während zugleich neue Themen und Unterrichtsformen möglich werden.

Hindernisse bei der Umsetzung

Fachwissenschaftliche Untersuchungen nennen mehrere Schwierigkeiten bei der Einbindung von Fernerkundungsdaten in den Schulunterricht. Der Einsatz konzentriert sich häufig auf den Erdkundeunterricht und wird oft auf Luftbilder reduziert. Damit bleiben andere Datenarten, Methoden und mögliche Fächerbezüge weniger berücksichtigt.

Ein wichtiges Hindernis ist die Komplexität gängiger Bildverarbeitungssoftware. Außerdem werden Fernerkundungsdaten oft nur zur Veranschaulichung bereits lehrplanrelevanter Sachverhalte eingesetzt, statt sie für weitergehende Lernprozesse zu nutzen. Das Curriculum begrenzt zusätzlich die verfügbare Unterrichtszeit durch ein kleines Zeitfenster.

Lernchancen durch Fernerkundung

Fernerkundungsdaten sind mehrdimensional: Sie besitzen räumliche, spektrale, radiometrische und temporale Dimensionen. Die räumliche Dimension bezieht sich auf Orte und Flächen, die spektrale auf verschiedene Bildbereiche beziehungsweise Wellenlängen, die radiometrische auf messbare Helligkeits- oder Signalwerte und die temporale auf Veränderungen über die Zeit. Luftaufnahmen können zudem ästhetisch wirken und für das Auge sonst nicht erkennbare Strukturen und Zusammenhänge offenbaren.

Dadurch lassen sich komplexe Sachverhalte der Geographie anschaulicher darstellen und erläutern. Dies gilt auch für Mathematik, Informatik und Biologie. Beobachtet wurden eine Förderung von Medien- und Methodenkompetenzen, vernetztes Denken durch die Verbindung von Fernerkundung mit fachspezifischem Hintergrund sowie bessere Bewertungsfähigkeiten. Die Auseinandersetzung mit abstrakten Inhalten, etwa der Wechsel von Zentral- zur Vogelperspektive, fördert räumliches Denken.

Projekt Fernerkundung in Schulen

Das Projekt Fernerkundung in Schulen (FIS) am Geographischen Institut der Universität Bonn soll die Fernerkundung nachhaltig und fächerübergreifend im Unterricht der Sekundarstufe I und II fördern. Es startete 2006 und wird durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) unterstützt.

Das FIS-Projekt reagiert besonders auf die sperrige und komplexe freie Bildverarbeitungssoftware, an der die Absicht vieler Lehrkräfte scheitert, Fernerkundungsdaten und -methoden einzubinden. Da Satellitenbilder außerdem vor allem im Geographieunterricht genutzt werden, entwickelte das Projekt ein didaktisches Konzept mit Intermedialität, Interaktivität und Interdisziplinarität.

Eine Säule dieses Konzepts sind digitale Lernmodule. Ihre interaktiven Unterrichtsmaterialien verbinden Verarbeitungswerkzeuge der digitalen Bildanalyse mit fachspezifischen Aufgabenstellungen und erläuternden Animationen.