Schülerlabore: Preise für hervorragende Konzepte
Doppelte Auszeichnung für das M!ND-Center der Uni Würzburg

Wie nehmen Pflanzen Wasser aus dem Erdboden auf? Wie transportieren sie es zu ihren Blättern? Wo verdunstet es? Und warum entziehen die Pflanzen dabei der Umgebung Wärme? Schüler*innen, die das interdisziplinäre Schülerlabor „SmartTree“ am M!ND-Center der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) besucht haben, können diese – und weitere Fragen –sicherlich mit Leichtigkeit beantworten.

Jetzt ist das Labor ausgezeichnet worden. Der Bundesverband der Schülerlabore in Deutschland LeLa hat ihm den ersten Platz in der Kategorie „Schülerlabor digital“ verliehen. Entwickelt haben das Laborangebot Studierende des Elitestudiengangs MINT-Lehramt Plus unter der Leitung von Dr. Sabine Glaab, Nicolai Pöhner und Stephan Günster, Koordinatorin und Koordinatoren für den Elitestudiengang an der JMU. 

Wie Bäume das Stadtklima beeinflussen

In dem Schülerlabor erforschen Schüler*innen den Beitrag von Bäumen zum Stadtklima. Sie setzen sich mit biologischen Aspekten auseinander und lernen, indem sie experimentieren. Durch die Analyse realer Forschungsdaten des Projekts „Klimaerlebnis Würzburg“ (www.klimaerlebnis.de) kommen sie beispielsweise zu der Erkenntnis, dass mit steigender Umgebungstemperatur auch der Wassertransport im Baum zunimmt. 

Neben dieser Erkenntnis gibt es im Schülerlabor „SmartTree“ noch vieles Weitere zu erkunden: Welches physikalische Prinzip nutzt eigentlich der Sensor, der die Daten über den Wassertransport im Baum ermittelt? Wie können diese Werte aus der entsprechenden Datenbank ausgelesen und für die Analyse nutzbar gemacht werden? Und schließlich: Wie lässt sich der vermutete Zusammenhang zwischen Wassertransport und Temperatur mathematisch nachweisen? 

Das Schülerlabor „SmartTree“ zeigt damit anhand eines gesellschaftlich hoch relevanten Themas, wie die verschiedenen MINT-Disziplinen inhaltlich und methodisch zu einem tieferen Verständnis komplexer Phänomene beitragen können und welche (Arbeits-)Schritte auf diesem Erkenntnisweg zu durchlaufen sind.

Die Projektverantwortlichen für das interdisziplinäre Schülerlabor „SmartTree“ sind Dr. Sabine Glaab, Dr. Sabine Gerstner (Didaktik der Biologie), Stephan Günster, Professor Hans-Stefan Siller (Didaktik der Mathematik), Nicolai Pöhner, Professor Martin Hennecke (Didaktik der Informatik) und Professor Thomas Trefzger (Didaktik der Physik). 

Werkzeugkasten für Chemie-Experimente

Der zweite 1. Preis, über den sich die Verantwortlichen am M!ND-Center freuen können, ging an ein Methoden-Kompendium für die Entwicklung inklusiver Experimentier-Stationen, das aus dem „Chemie all-inclusive!“-Projekt hervorgegangen ist. Es wurde auf der Jahrestagung des Bundesverbands in Dresden in der Kategorie „MINT-Bildung von Lehrkräften“ ausgezeichnet.

Der Hintergrund: Alle Menschen haben – unabhängig von ihren Begabungen – ein Recht auf gesellschaftliche Teilhabe, so schreibt es die Behindertenrechtskonvention fest. Aus Perspektive naturwissenschaftlicher Didaktiken ist eine wichtige Voraussetzung für diese Teilhabe eine sogenannte „Scientific Literacy“ Aller. Das bedeutet: Alle Lernenden müssen die Möglichkeit haben, naturwissenschaftliche Phänomene eigenständig zu erkunden und damit ein entsprechendes Grundverständnis zu erwerben. Nach wie vor gibt es aber nur wenige Ansätze für eine entsprechende inklusiv-naturwissenschaftliche Methodik. 

Im Rahmen eines fakultätsübergreifenden Seminars, das Dozent*innen aus der Sonderpädagogik und der Chemie-Didaktik seit 2016 betreuen, entwerfen Studierende aller sonderpädagogischen Zweige und aller an der Universität Würzburg studierbaren Schularten inklusive Experimentierstationen zu Themen aus der Chemie. Am Ende jedes Seminars werden die Stationen in Lehr-Lern-Labor-Veranstaltungen mit verschiedensten Schulklassen erprobt. 

70 Experimentier-Stationen entwickelt

Daraus ist über die Jahre ein ganzes Kompendium von Methodenwerkzeugen entstanden. Die Werkzeuge wurden in vielfältigen Erprobungen, Workshops und Tagungen von Expertinnen und Experten reflektiert, getestet und schrittweise überarbeitet. Mehr als 70 Experimentier-Stationen zu Themen aus der Chemie sind mithilfe dieser Methodik entstanden, und kamen mit bisher ca. 140 Studierenden und 160 Schülerinnen und Schülern in 16 Lehr-Lern-Labor-Terminen zum Einsatz. 

Das Projekt „Chemie all-inclusive!“ wird seitens des M!ND-Centers von Dr. Katja Weirauch (Didaktik der Chemie, AG Prof. Dr. Ekkehard Geidel) verantwortet und wurde in Zusammenarbeit mit Dr. Walter Goschler, Claudia Schenk, Dr. Christiane Reuter und Prof. Dr. Christoph Ratz (Lehrstuhl für Pädagogik bei Geistiger Behinderung) gestaltet.

Die Materialien der beiden prämierten Projekte werden anderen Schülerlaboren in Deutschland im nächsten Schritt zur Verfügung gestellt, damit diese die beschriebenen Konzepte selbst ausprobieren können. 

M!ND-Center der Universität Würzburg: Das Mathematische, Informationstechnologische und Naturwissenschaftliche Didaktikzentrum der Universität Würzburg ist ein fakultätsübergreifender Forschungs- und Lehrverbund der Didaktiken aus den Fachbereichen Biologie, Chemie, Informatik, Mathematik und Physik. In den Lehr-Lern-Laboren des M!ND-Centers betreuen Studierende der verschiedenen Lehramtsstudiengänge Schüler*innen in unterrichtsnahen Lehr-Lern-Arrangements, die sie im Rahmen begleitender Lehrveranstaltungen selbst ausgearbeitet haben. Die ausgeprägte Verzahnung zwischen Theorie und Praxis in den Lehr-Lern-Laboren bietet für die Studierenden die Chance, eigene Handlungsroutinen zu erkennen, zu reflektieren und zu professionalisieren.

Neben den Lehr-Lern-Laboren bietet das M!ND-Center als außerschulischer Bildungsort die wissenschaftliche Hands-on Ausstellung Touch Science sowie ein Schülerforschungszentrum.