Hintergrund:

Mineralien sind die Grundbausteine unserer Gesellschaft. Wir finden sie in Gesteinen und Erzen. Es sind fast 5000 verschiedene Mineralien auf der Welt bekannt, aber nur wenige davon bilden Gesteine. Diese Arten von Mineralien werden als gesteinsbildende Mineralien bezeichnet. Einige der Mineralien haben einen besonderen Wert, weil wir aus ihnen Produkte herstellen. Geologen nennen diese Mineralien Erzmineralien.

Die Erdkruste besteht aus verschiedenen Gesteinsarten, die sich aus einer oder mehreren verschiedenen Mineralarten zusammensetzen. Wertvolle Gesteine, die zum Zweck des wirtschaftlichen Wertes abgebaut werden, nennt man Erze. Der Name Erz ist ein ökonomischer Begriff, d.h. Gesteine, die eine ausreichend große Menge eines wertvollen Minerals - des Erzminerals - enthalten und gewinnbringend verkauft werden können, werden so genannt.

Bevor wir mit dem Abbau von Mineralien aus der Erdkruste beginnen können, müssen Geologen zunächst diese Lagerstätten lokalisieren. Der Prozess der Lokalisierung neuer Mineralien wird als Mineralexploration bezeichnet und von spezialisierten Geologenteams unter Verwendung moderner Techniken wie Kartierung, Geophysik und Bohrungen durchgeführt. Sobald eine Ressource definiert ist, kann der Abbau durchgeführt werden. Wenn das Erz abgebaut wird, muss es aufbereitet werden, um die Erzminerale vom Rest der Mineralien zu trennen. Dies geschieht durch Prozesse wie mechanisches Zerkleinern und Mahlen zusammen mit chemischer oder thermischer Behandlung. Daraus erhalten wir Rohstoffe wie Kupfer, Gold, Eisen oder Lithium.

Rohstoffe sind für die Herstellung von Werkzeugen und Technologien, die wir täglich verwenden, unerlässlich. Primärrohstoffe sind die Materialien, die wir durch den Abbau von Erzmineralien direkt aus der Erdkruste gewinnen. Sekundäre Rohstoffe können Schrott oder Abfälle sein, die bei der Verarbeitung von Primärrohstoffen entstehen oder durch Recycling gesammelt und der Wirtschaft wieder zugeführt werden. Fast alles um uns herum wird aus Rohstoffen hergestellt.

Vorbereitung für die Übung:

Geben Sie vor der Übung die Legosteine in kleine Säckchen – ein Säckchen pro Gruppe. Legen Sie von jeder Farbe die gleiche Anzahl an Steinen in jeden Beutel. Bereiten Sie auch kleinere Beutel mit 2, 4 oder 8 roten Legosteinen für jede Gruppe vor. Diese werden für die Berechnung des Erzanteils verwendet. Die Teilnehmer erhalten diese gegen Ende der Übung. Teilen Sie die Klasse in Gruppen ein (4 Teilnehmer pro Gruppe werden empfohlen).

Inhalt der Übung:

Die Lehrpersonen können wählen, ob sie der untenstehenden Anleitung folgen oder ob sie Teile der Übung anpassen und herausnehmen möchten, je nachdem, wie viel Zeit sie dem Thema widmen können. Die Lehrerinnen und Lehrer können auch den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben und Übungen anpassen. Es ist wichtig, das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler für die fächerübergreifenden Zusammenhänge in der Übung einzubeziehen.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Schritt 2:

EINFÜHRUNG IN DAS MINECRAFT-SPIEL UND BETTERGEO MOD - FOLIE 2

Stellen Sie das Minecraft-Spiel und den BetterGeo-Mod in Folie 2 vor. Wenn Sie möchten, können Sie den BetterGeo-Mod in Minecraft mit dem Video präsentieren (Link dazu ist in der Präsentation).

Schritt 3:

ROHSTOFFE – FOLIE 3

Geben Sie den Schülerinnen und Schülern eine schnelle Einführung in das Thema der Rohstoffe. Verbinden Sie die im Spiel Minecraft verwendeten Materialien mit Rohstoffen aus dem wirklichen Leben. Fahren Sie mit dem Gedanken fort, dass wir erst Rohstoffe finden müssen, bevor wir sie fördern und abbauen können. Damit kommen wir zur Erkundung auf der nächsten Folie.

Schritt 4:

Exploration – Mineralien und Gesteine – Folie 4

Bevor wir mit der Exploration beginnen können, müssen wir wissen, wonach wir suchen. Erklären Sie, was Mineralien und Gesteine sind. Betonen Sie, dass Gesteine aus gesteinsbildenden Mineralien bestehen. Verbinden Sie diese echten gesteinsbildenden Mineralien mit Lego-Steinen. Wenn wir verschiedene Lego-Steine, die Mineralien darstellen, kombinieren, erhalten wir ein Gestein.

Erste Aufgabe: Geben Sie den Schülerinnen und Schülern die Arbeitsblätter, die Legosteine in den Säckchen und Stückchen des Gesteins Gabbro. Die Schülerinnen und Schüler bauen einen Stein aus Lego-Steinen.

Schritt 5:

EXPLORATION – ERZ – FOLIE 5

Erklären Sie den Schülern, was Erz ist und dass unsere Gesellschaft Mineralien - Erz-Mineralien wie Kupfer oder Lithium - für die moderne Lebensweise benötigt.

Zweite Aufgabe: Die Anweisungen sind ähnlich wie vorher, aber jetzt müssen sie rote Ziegelsteine hinzufügen, die das Erz-Mineral darstellen.

Schritt 6:

Bergbau - Folie 6

Geben Sie den Schülern mit Hilfe von Folie 6 eine kurze Einführung in den Bergbau.

Dritte Aufgabe: Fragen und Antworten (Q&A) zum Thema Bergbau.

Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern das Video über den Bergbau in Minecraft BetterGeo (der Link zum Video befindet sich in der Präsentation) oder spielen Sie das Spiel selbst. Kommentieren Sie das Video und stellen Sie Fragen, wenn Sie das Video zeigen oder das Spiel spielen. Halten Sie das Video bei Bedarf an.

Stellen Sie während des Videos oder beim Durchspielens des Spiels die folgenden Fragen:

Verwenden Sie einen Kompass als Hilfsmittel für die Exploration. Er hilft bei der Lokalisierung von Eisenerz, da er reagiert, wenn Sie sich in der Nähe des Erzes befinden. Finden Sie Eisenerz.

Q&A: Fragen Sie die Schülerinnen und Schüler an der Stelle, wo das Eisenerz liegt, ob sie den Unterschied zwischen dem darüber liegenden Gestein (heller und gefleckt) und dem Eisenerz (dunkler und gestreift) sehen.

• Bauen Sie einen Teil des Eisenerzes ab.

Q&A: Was sehen die Schülerinnen und Schüler nach dem Abbau im Boden? Was können wir im Spiel dagegen tun? Was können wir im wirklichen Leben dagegen tun?

• Gehen Sie weiter zur Verarbeitung des Erzes – zum Hochofen.  

Q&A: Was wird benötigt, um mit dem Schmelzen zu beginnen? (Hinweis: die Wärmequelle).

• In diesem Fall befindet sich die Kohle bereits in dem Hochofen. Legen Sie das Erz in den Hochofen und schließen Sie ihn. Sehen Sie das Gas, das aus dem Hochofen herauskommt. Außerdem wird irgendwo in der Nähe Asche zum Vorschein kommen.

Q&A: Fragen Sie, ob die Schülerinnen und Schüler das Gas und die Asche als gut für die Umwelt empfinden? Was können wir im Spiel und was im wirklichen Leben dagegen tun?

• Zeigen Sie ihnen den Rauchgasreiniger. Er kann in dem Hochofen installiert werden und verhindert die Verbreitung der Verschmutzung.

Q&A: Was ist jetzt mit dem Gas passiert? Können wir im wirklichen Leben etwas Ähnliches tun?

• Öffnen Sie den Hochofen und schauen Sie sich die Schmelzprodukte an. Wir bekommen Eisen heraus, das ein Rohstoff ist. Wir bekommen auch einige Nebenprodukte heraus.

Schritt 7:

VERARBEITUNG – FOLIE 7

Erklären Sie den Schülern kurz, wie und wo wir Erze verarbeiten können.

Vierte, fünfte und sechste Aufgabe: In diesen Aufgaben geht es um Mathematik. Wiederholen Sie zu Beginn einer bestimmten Aufgabe die mathematischen Konzepte, wenn Sie dies für notwendig halten. Jede Gruppe erhält einen kleinen Beutel mit unterschiedlich vielen roten Ziegelsteinen (2, 4 oder 8). Die Schülerinnen und Schüler müssen den Anweisungen auf dem Arbeitsblatt folgen.

Gemeinsam überprüfen sie die Ergebnisse, die sie in den Gruppen erzielt haben (Anteil und Preis des Erzes). Auf den Folien sind Animationen und Ergebnisse für jede unterschiedliche Anzahl roter Ziegelsteine (2, 4 oder 8) zu sehen. Sprechen Sie über die verschiedenen Gehalte an Erzmineralien im Erz und darüber, wann es sich wirtschaftlich lohnt, das Erz abzubauen.

Schritt 8:

Verarbeitung – Folie 8

Erklären Sie den Schülerinnen und Schülern kurz nochmal, was primäre und sekundäre Rohstoffe sind und was der Hauptunterschied zwischen ihnen ist. Erinnern Sie die Schülerinnen und Schüler an die Verarbeitung im früheren Video.

Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern ein Video über das Verschwinden von Kupfer. Diskutieren und analysieren Sie mit den Schülern die Bedeutung des Bergbaus für die moderne Gesellschaft.