Projekte des Auswahlevents 2014 7. – 8. November 2014 in Berlin Science on Stage Deutschland e.V.

Zur besseren Lesbarkeit wurde auf eine durchgängige Nennung der weiblichen und männlichen Form verzichtet. Mit der männlichen Form ist stets auch die weibliche Form gemeint.

Leitthema: Naturwissenschaft und Nachhaltigkeit Da brummt doch was? Ein Zuhause für Wildbienen Die alten Mikroskopekästen aus Holz sollten aus den Biologieschränken entsorgt werden, als die Idee entstand, daraus Insektenhotels zu bauen. Vom Bauplan, der Materialbeschaffung bis zum fertigen Hotel führten die Schüler sowohl in der Bauphase als auch bei den Videoaufnahmen für den Film über den Bau eines Insektenhotels selbst Regie. Sie gestalteten ihre Hotels, die Räumlichkeiten und überlegten sich Texte für die kleinen Filmsequenzen. Die Hotels wurden an der Südseite der Schulfassade aufgehängt. Seit dem Frühjahr können Insekten in die Hotels einziehen. Nun beschäftigen wir uns mit den Hotelbewohnern und ihrer Lebensweise und beobachten die Hotels und die Besucher. Monika Preis, Lessinggymnasium Lampertheim Der Bioabfall von heute - die Energieversorgung von morgen? In dieser Unterrichtseinheit wird der Frage "Ist der Bioabfall von heute die Energieversorgung von morgen?" nachgegangen. Gemeinsam soll mit den Schülern erarbeitet werden, ob die Biogasherstellung eine Alternative zu den fossilen Brennstoffen darstellt. Hierfür ist die Unterrichtseinheit in drei theoretische, aufeinander aufbauende Blöcke, die unterschiedliche Schwerpunkte enthalten, aufgeteilt. 1. Entstehung von Biogas (Diskussion - darin auch die ethischen Aspekte, Theorie der Biogasentstehung, Versuchsdurchführung Biogasherstellung); 2. Bestimmung der Energiedichte (Kennenlernen der Wärmekapazität, Bestimmung der Energiedichte von dem hergestellten Biogas); 3. Stirlingmotor. Soraya Beck und Carina Schaich, Eberhard Karls Universität Tübingen (Referendariat) Energie aus Hefe – die mikrobiologische Brennstoffzelle in der Schülerübung Brennstoffzellen stellen mobile Energieversorgungssysteme dar. Im Gegensatz zur gängigen H₂/O₂Brennstoffzelle erfolgt bei der mikrobiologischen Brennstoffzelle der Energieumwandlungsprozess mit Hilfe des aeroben Stoffwechsels von Hefepilzen. In dem vorliegenden Schülerexperiment wurden einerseits die Vorgänge didaktisch reduziert für eine Mittelstufenklasse aufbereitet und zugleich eine preiswerte, stabile und einfach zu bedienende Brennstoffkammer entwickelt, welche den Schülern eindrucksvoll das Potential der regenerativen Energien vermittelt. Weiterhin bietet das Experiment eine weite Variationsmöglichkeit (z.B. Messung der biologischen Aktivität unter verschiedenen Bedingungen), insbesondere für höhere Klassen. Johannes Almer, Ludwig-Thoma-Gymnasium, Prien am Chiemsee

Seite 1 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

MINT rund um den Apfelbaum Im Projekt „MINT rund um den Apfelbaum“ begleitete eine 5. Klasse ein ganzes Schuljahr lang einen Apfelbaum. Passend zu den Jahreszeiten konnten sich die Schüler mit unterschiedlichen wissenschaftlichen Arbeitsmethoden und Schülerexperimenten aus Biologie, Chemie und Physik dem Thema nähern. Es wurde darauf geachtet, dass die wissenschaftlichen Methoden mit möglichst einfachen und preisgünstigen Materialien durchgeführt werden können, damit das Projekt auf andere Schulen übertragbar ist. Integriert wurden auch Erfahrungen aus „Biologie im Kontext“ des IPN Kiel. Das Projekt wurde 2012 mit dem MINTFörderpreis der Bayerischen Wirtschaft ausgezeichnet. Nina Rach-Wilk, Staatliche Realschule Bessenbach Schulmitfahrzentrale "Gemeinsam fahren - Treibstoff sparen" Durch die Zählung motorisierter Fahrzeuge am Zugang des Schulparkplatzes konnten die Schüler unter Anwendung der Differentialrechnung den Zeitpunkt des höchsten Verkehrsaufkommens am Knotenpunkt mathematisch bestimmen. Die dabei enstehende Menge an CO 2 wurde umgerechnet und in einem Modellexperiment der Treibhauseffekt durch Kohlenstoffdioxid erfahrbar gemacht. Zur Reduzierung des Effekts haben wir eine schulinterne Mitfahrzentrale eingeführt, diese über medialen Einsatz in verschiedener Form beworben und die Schüler durch einen schulinternen Musikjingle- und Videoclipwettbewerb öffentlichkeitswirksam aktiv eingebunden Klaus Marschall, Kristin Risse, Stefan Wilke und Uta Heppe-Grünebaum, Berufskolleg Berliner Platz, Arnsberg Seen für die Zukunft Bei der Gewinnung von Sand und Kies - den wichtigsten Rohstoffen des Bauwesens - entstehen Baggerseen, die rekultiviert werden müssen. In Kooperation mit Firmen der Kiesindustrie und der Landschaftsplanung sollen die Schüler für eine zukünftige Kiesabgrabung in ihrer Umgebung einen Rekultivierungsplan erstellen. Sie müssen (nach der theoretischen Erarbeitung der Grundzüge der Kiesindustrie wie auch ihrer Auswirkungen) nicht nur kreativ sein, sondern vor allem rechnen, Planungsvorgaben befolgen und ökologische Parameter berücksichtigen. Die Schüler sollen dabei das Dilemma zwischen Ökologie, Ökonomie und Sozialem verstehen und in Form ihrer Planung einen Lösungsvorschlag unterbreiten André Steffans und Christian Karus, Andreas-Vesalius-Gymnasium Wesel Themenrecycling: Recyclingpapier Atomkraft, Klimawandel, Fracking - Themen gibt es viele, an denen das Prinzip der Nachhaltigkeit vermittelt werden kann. Fraglich ist, was nehmen die Schüler aus dem Unterricht mit? Reicht bloßes Wissen über diese Themen aus, oder bieten sich den Schülern Möglichkeiten zu handeln? Bleibt das Erlernte verinnerlicht, bis die jungen Menschen in Positionen nachrücken, in denen sie über diese Problemfelder des menschlichen Lebens und Wirtschaftens entscheiden? Ein Thema scheint in Vergessenheit geraten zu sein, obwohl es immer noch sehr wichtig und geeignet ist: Recyclingpapier. Dabei ist die Sachlage eindeutig, der Alltagsbezug unübersehbar, die Handlungsmöglichkeiten sind vielfältig. Karsten Bornemann, Auguste-Viktoria-Schule, Flensburg

Seite 2 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Leitthema: Naturwissenschaften für alle Chemie macht auch uns Spaß! Körperbehinderte und autistische Schüler lernen chemisches Fachwissen problem- und handlungsorientiert in offenen Unterrichtssettings. Dieses Projekt, diese Form der Unterrichtsgestaltung soll zeigen, wie körperlich beeinträchtigte Schüler mit diversen medizinischen Diagnosen im Chemieunterricht lernen, welche Faktoren in dieser Hinsicht besonders die Unterrichtsgestaltung beeinflussen und welche pädagogischen Maßnahmen notwendig sind. Denny Wehrhold, Biesalski Schule, Berlin Forscherinnen-AG – Die Großen für die Kleinen! Die „Forscherinnen-AG“ richtet sich an Mädchen der 4. Klassen der umliegenden Grundschulen und wird von etwa sechs Schülerinnen der 8./9. Klassen durchgeführt. Die Planung und Vorbereitung übernehmen die „Großen“, während die eingesetzte Lehrperson z.B. die Sicherheit gewährleistet, die Materialien beschafft und die älteren und jüngeren Schülerinnen unterstützt. Eines der Ziele der wöchentlich stattfindenden, zweistündigen Nachmittags-AG (ein Halbjahr lang) ist die Stärkung des Selbstvertrauens von an Naturwissenschaften interessierten Schülerinnen im Bereich der Schulfächer Biologie, Chemie und Physik. Die in der AG bei den Experimenten oder Beobachtungen gemachten, positiven Erfahrungen sollen die Mädchen u.a. bestärken, die naturwissenschaftliche Profilklasse unseres Gymnasiums zu belegen. Andrea Hagenbuck und Philipp Kastrup, Reinhard- und Max Mannesmann Gymnasium, Duisburg Forscherecken – Forscherzeiten Forscherecken und Forscherzeiten lassen Kinder entscheiden, welches Thema sie erforschen wollen. Durch regelmäßige Forscherzeiten erwerben die Kinder methodische Kompetenzen, die es ihnen ermöglichen, sich Inhalte und den Umgang mit Medien sehr eigenständig anzueignen und sich in kleinen Projektgruppen gegenseitig zu unterstützen und zu schulen. So entstehen vielfältigste Lernplakate und Modelle und es werden ständig Experimente und Versuche durchgeführt. In regelmäßigen Präsentationen stellen die Kinder ihre Produkte nicht nur vor, sondern wiederholen wichtige Kriterien, die nicht mehr vom Lehrer eingeführt werden müssen, sondern fortwährenden Bestand in der Lerngruppe haben. Mark Winter und Ute Hennig, Inklusive Gemeinschaftsgrundschule Bonn Gewinnung und Untersuchung verschiedener Duftstoffe zur Insektenabwehr Im Rahmen dieses interdisziplinären Projektes an der Schnittstelle zwischen Biologie und Chemie werden teilnehmende Schüler in ihrem Kompetenzbereich der Erkenntnisgewinnung besonders gefördert. Mit dem Ziel Duftstoffe zur Insektenabwehr zu ermitteln, vollziehen die Schüler den naturwissenschaftlichen Erkenntnisweg. Dabei steht die Planung eines Experiments mit Hilfe der „Rückwärts gerichteten Planungsmethode“ und das selbstständige naturwissenschaftliche Arbeiten der Beteiligten im Vordergrund. Dr. Ronald Frohnapfel, Schule am Ried, Frankfurt Main

Seite 3 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

"Kleine Forscher" - Eine schulformübergreifende Arbeitsgemeinschaft Die Willy-Brandt-Gesamtschule Bergkamen richtete im Schuljahr 2013/2014 in Kooperation mit den lokalen Grundschulen die schulformübergreifende AG "Kleine Forscher" ein. Grundschulkinder der vierten Klasse experimentieren, forschen und lernen im Rahmen der wöchentlich angebotenen Arbeitsgemeinschaft in verschiedenen naturwissenschaftlichen, interdisziplinär angeregten Themengebieten. Das Ziel dieses Angebotes liegt darin, den jungen Schüler ergänzend zum regulären Schulunterricht den Erwerb naturwissenschaftlicher Kompetenzen (scientific literacy) zu ermöglichen und das Interesse der Kinder zur Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Phänomenen und Fragestellungen zu fördern. André Schuhmann und Onur Karaosman, Willy-Brandt-Gesamtschule Bergkamen Mehr Spaß an und Erfolg in Mathematik mit Origami für Kinder mit und ohne sonderpädagogischen Förderbedarf Durch den Einsatz von Origami im Geometrieunterricht der Primarstufe, in einem gemeinsamen Projekt der Fächer Mathematik und Kunst, werden neue motivierende Zugänge eröffnet. Diese begeistern selbst Kinder, die bis dato derartigen Inhalten eher reserviert gegenüber stehen und bindet solche mit sonderpädagogischen Förderbedarf in besonderem Maße ein. Es wird gezeigt, wie fachliche Ziele mit Hilfe von Origami erreicht und individualisierte innere Differenzierungen ermöglicht werden können. Für Anforderungen u.a. im Bereich der Feinmotorik werden kompensatorische und motorische Hilfen aufgezeigt, die geeignet sind die Feinmotorik zu fördern, die u.a. hirnorganische Prozesse positiv beeinflusst. Kirsten Biedermann und Dr. Oksoon Yang, Ravensberger Schule, Halle (Wstf.) Schulplanetarium Im Rahmen einer Projektwoche wurde von Schülern der 6. bis 8. Klasse eine Projektionskuppel für ein Schulplanetarium gebaut. Die Kuppel hat einen Durchmesser von 3,80 m und bietet Platz für 27 Schüler. Als Projektor diente zunächst eine mit einem Glühlämpchen von innen erleuchtete Fixsternsphäre aus Pappe, die mit einer computergesteuerten Mechanik aus Fischertechnik und Schrittmotoren bewegt wird. Im Laufe des vergangenen Jahres wurde dieser "klassische" Projektor durch eine Projektionslösung aus einem modifizierten Beamer abgelöst, der die Bildschirmausgabe des Astronomieprogramms Stellarium an die Kuppel projiziert. Dr. Axel Gruppe, Gymnasium Friedberg, Frankfurt Main What can we learn in physics from toys? (Physik mit Spielzeug) Handelnder kompetenzorientierter Umgang mit Wissen braucht immer wieder Physik im Kontext, der naturwissenschaftliches Arbeiten bei Schülern unterstützt. Technische Spielzeuge liefern diesen Kontext, haben einen hohen Aufforderungscharakter für Handeln und vermitteln Kompetenzen wirkungsvoll. Voraussetzung ist ein klares Unterrichtskonzept auf der Basis ausreichender Vorkenntnisse und strukturierter Protokolle mit Frage, Durchführung, vielen Beobachtungen, wenigen Auswertungen unter Einbeziehung von Präsentationen der Ergebnisse. Offene Aufgaben mit technischen Spielzeugen sind ausreichend differenziert und liefern gut zu bewertende Lernprodukte. Dr. Karl-Wolf Hoffmann-Lanzendörfer, Helene-Lange-Schule, Wiesbaden

Seite 4 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Leitthema: Innovationen im Unterricht A.N.T.S. - Ameisenforschung als neues Thema an Schulen Ameisen sind als exemplarische Vertreter für die Insekten gut geeignete Anschauungsobjekte für den Biologieunterricht. Die im Mittelpunkt des Projektes stehende Ameisenart Temnothorax nylanderi ist im Westen Deutschlands weit verbreitet und einfach zu finden. Sie bewohnt in kleinen Kolonien von weniger als 100 Individuen u.a. hohle Eicheln und kann problemlos in kurzer Zeit gesammelt werden. Ihre langfristige Haltung im Klassenzimmer ist unkompliziert und ermöglicht eine Vielzahl von Beobachtungen und Versuchen. Nach der Forschung im Klassenzimmer werden die Ameisen in geeigneten Nistgelegenheiten an den Fundort zurückgebracht. Rebecca Sammet, Prof. Dr. Daniel Dreesmann und Barbara Dolch, AG Didaktik der Biologie, Johannes Gutenberg Universität Mainz und Pädagogisches Landesinstitut Rheinland-Pfalz Das Fahrrad in vielen Kontexten - Ein selbstgedrehter Handyfilm Das Projekt "Das Fahrrad in vielen Kontexten - Ein selbstgedrehter Handyfilm" basiert auf der Idee, viele Facetten der Physik am Fahrrad zu entdecken und diese ähnlich wie ein "Sendung mit der MausFilm" per selbstgedrehtem Handyvideo aufzunehmen und zu erläutern. Die Schüler arbeiten dabei sehr selbstständig und erweitern neben ihrem Fachwissen ihre Methodenkompetenzen. Lars-Patrick May, Sebastian-Münster-Gymnasium Ingelheim Deine Ideen nach dem Vorbild der Natur Das Projekt „Deine Ideen nach dem Vorbild der Natur“ schärfte das Bewusstsein für Lebewesen als unerschöpfliche Fundgrube für Problemlösungen, welches die Schüler für das Erfinden nützlicher Produkte verwendeten. Dies stärkte ihr Selbstbewusstsein für das Entwickeln eigener Ideen. Der Wettbewerbscharakter auf Basis der Evolutionsbionik spornte sie an, ihre Ergebnisse zu optimieren. Zunächst lernten die Schüler bionische Innovationsstrategien anhand des Lotuseffekts (selbstreinigende Oberflächen) kennen. Dann wendeten sie die Strategie beim Entwickeln bionischer Produkte auf Grundlage des Salvinia-Effekts an. Abschließend produzierten sie eigene bionische Flugobjekte für einen Flugwettbewerb. Anja Mahlke und Manfred Albrecht, Landrat-Lucas-Gymnasium, Leverkusen "Die Rettung des Wals um Mitternacht" - das Konzept einer multimedialen Lesenacht Wie lässt sich Leselust von Kindern steigern? Idealerweise bringen sie eine gehörige Portion Neugier auf das „Selbst Lesen Können“ von Büchern mit, vor allem, wenn ihre Eltern ihnen schon im Vorschulalter regelmäßig vorgelesen haben und mit ihnen gemeinsam in die Fantasiewelten der Kinderliteratur eingetaucht sind. Doch dies findet erfahrungsgemäß eher selten statt und so stellt ein Buch allein noch keinen Anreiz zum Lesen dar, vor allem bei Mädchen und Jungen, die von sich – und zu Hause aus - wenig Begeisterung dafür mitbringen. Dass das klassische Medium Buch und die oft multimedial geprägte Lebenswelt der Kinder keinen Widerspruch darstellen zeigt dieses Beispiel der multimedialen Lesenacht. Jens Heinroth und Heiko Staub, Grundschule St. Johannes, Erpel

Seite 5 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Do it yourself - Multitouch Smartphones und Tablet-PCs bestimmen den Alltag der Schüler. Die direkte Bedienung über den Bildschirm wird durch die Verwendung von Multitouchdisplays möglich. Diese Multitouch-Steuerung lässt sich aber auch auf große Displays anwenden, die von mehreren Benutzern gleichzeitig bedient werden können. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Möglichkeit ein solches Multitouch-Display mit einfachen Mittel im Rahmen des Unterrichts selber zu bauen. Mit nur 150 € Materialkosten haben Schüler der 8. Klasse im Rahmen des Wahlunterrichts Informatik ein funktionstüchtiges ca. 30 Zoll großes Display selbstständig aufgebaut. Zum Betrieb werden zusätzlich nur noch ein Beamer und ein Notebook benötigt. Andreas Meier, Gutenbergschule Wiesbaden Dreidimensionales Sehen und dessen Illusion im Kontext Kino Der Schwerpunkt dieser Unterrichtsreihe liegt auf der Polarisation von Licht und erklärt, wie 3DBrillen im Kino funktionieren. Inhaltlich untersucht werden dazu die lineare und die zirkulare Polarisation. Als Vorbereitung darauf erforschen die Schüler eigenständig die Farbanaglyphentechnik, an der das Prinzip anschaulich und konkret deutlich wird. Die Grundlagen dafür erarbeiten sich die Schüler durch einen Ausflug in die Biologie, der die Funktionsweise des dreidimensionalen Sehens beinhaltet, sowie durch einen Ausflug in die Informatik, der das RGB-Modell bei Computerbildschirmen zur Erklärung der menschlichen Farbwahrnehmung thematisiert. Miriam Georges und Frank Schulz, Leibniz-Gymnasium Dortmund Elektronik mit dem Baukastenprinzip Baukastenprinzip ist nicht gleich Elektrobaukasten. Oder doch? Hinter dem Baukastenprinzip steht ein Konzept, mit dem Schüler der Mittelstufe auf eine neue Art und Weise sowohl die Elektronik als auch forschend-entdeckendes Lernen nähergebracht werden soll. Das Grundprinzip sieht vor, dass die Schüler modularisiert an Bauteile der Elektronik herangeführt werden, diese erarbeiten und schließlich in Projekten selbständig umsetzen. Die Anzahl der ihnen zur Verfügung stehenden Bauteile wird nach und nach gesteigert. Zudem ist eine Anpassung an das individuelle Lerntempo jedes einzelnen Schülers möglich. Stephen Kimbrough, Dürer Gymnasium Nürnberg Informatik mit Minecraft Minecraft ist ein populäres Videospiel, in dem man in einer dreidimensionalen Welt aus Blöcken Ressourcen abbauen und zu neuen Materialien rekombinieren kann. Es ist mehrspielerfähig und erlaubt damit das Arbeiten mit einer ganzen Klasse in der virtuellen Welt. Eine Vielzahl an Erweiterungen (Mods) stehen bereit, um Minecraft den eigenen Bedürfnissen anzupassen. Für den Informatikunterricht besonders geeignet ist ComputerCraft, mit dem an virtuellen Computern in der Welt programmiert werden kann. Für die Schnittstelle zur realen Welt habe ich einen Mod programmiert, der die Ansteuerung der Plattformen Lego WeDo, Arduino Leonardo und RaspberryPi aus der virtuellen Welt heraus ermöglicht. Mirek Hancl, Lessing-Gymnasium Uelzen

Seite 6 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Kinematik mit Luftkissenbällen und iPads zur Videoanalyse Physikunterricht ist oft langweilig und wird mit (in Schüleraugen) alten Hilfsmitteln "vorgeführt". Um die Schüler für die Physik zu begeistern werden iPads und Luftkissenbälle verwendet, um die gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung schülerzentriert zu erarbeiten. Die Schüler filmen den sich bewegenden Luftkissenball mit dem iPad und übertragen die Bewegung mit der App "Video Physics" in ein t-s- und t-v-Diagramm. Damit werden die beiden Bewegungen erarbeitet. Die Bedienung der iPads ist intuitiv möglich und macht den Schülern viel Spaß. Die Luftkissenbälle verleiten zum Experimentieren und motivieren die Schüler. Markus Als, Lessing Gymnasium Mannheim Aluminium nützlich und gefährlich Als Projekt wurde mit Schülern der 6. Klasse eine Präsentation zum Thema "Aluminium - nützlich und gefährlich" erarbeitet. Motiviert durch den Film "Die Akte Aluminium" produzierten Schüler Texte, Raps, Comics und Bilder, die zu einer halbstündigen Präsentation zusammengebaut wurden, bestehend aus: Fantasiereise, (Rollen)spielen, Rap und Geschichte mit Bildern. Schüler spielten unterschiedlich anspruchsvolle Rollen (Stummer Assistent - gesprächsführender Moderator) bei Besuchen in Kitas und Grundschulen. Sie entwickelten so viel Selbstständigkeit, dass der Lehrer zum Zuschauer wurde. Der Ablauf basiert auf dem Suggestopädischen Kreislauf (Gehirn gerechtes Lernen mit allen Sinnen). Renate Garbe-Müller, Otto-Pankok-Schule, Mülheim an der Ruhr Schüleraktivierender Physik-Unterricht im Planetarium Planetarien sind eine gute Sache! Die Shows dort laufen aber immer gleich ab: Die Zuhörer sitzen in Kreisen auf ihren Stühlen, die Hälse weit nach oben geregt. So hocken sie denn alle da und lauschen zwei Stunden lang, was es Wunderbares im Kosmos zu entdecken gibt. Beim Aufstehen später ein kollektives Stöhnen - die Knochen tun weh vom Sitzen. Ich wollte das nicht mehr! Ich habe mit meinen Schüler einen Physik-Unterricht in einem Planetarium durchgeführt, bei dem die Schüler selbst aktiv werden mussten. Sie saßen dabei nicht, sondern mussten am dunklem "Himmel" Beobachtungen und Messungen vornehmen und ihre Ergebnisse im Licht einer roten Funzel niederschreiben. Eine völlig neue Erfahrung! Andree Rossow, Eckener-Schule, Berufsbildungszentrum Flensburg Warum springt das "Springbällchen"? Durch Verkneten des Polysaccharids Guaran mit Wasser stellen die Schüler ein hochelastisches Bällchen her. Mit Hilfe von Experimenten sollen sie herausfinden, ob Elastizität ein Merkmal weiterer Polysaccharide ist. Dazu formen sie aus ihnen bekannten Stärkesorten und aus Verbandswatte (Cellulose) mit Wasser Kügelchen, die sie ebenfalls auf eine feste Unterlage prallen lassen. Ergebnis: Die Stärkekugeln sind völlig unelastisch, die Wattekugel zeigt eine gewisse Elastizität. Durch Vergleich der Strukturformeln von Amylose, Amylopektin, Cellulose und Guaran sollen die Schüler das Hochspringen des "Springbällchens" erklären. Jutta Brückmann, Michael Gerhards, Elisabeth Arndt und Doro Freitagt, Kölner Modell, Department für Chemie an der Universität zu Köln

Seite 7 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Workshop-Woche "Kugelbahnen erfinden" Vor der selbständigen Konstruktion einer eigenen Kugelbahn bauen Dreierteams eine Bahn aus Cuborosteinen und machen hierbei erste wichtige Erfahrungen mit möglichen Problemen. Durch diese aktive Auseinandersetzung und ein spannendes Kugelbahn-Video entwickeln die Schüler eigene Ideen, die sie mit vielfältigem, anregendem Alltagsmaterial umsetzen. Sie entwerfen Pläne, probieren aus und überdenken - und sie diskutieren ständig ihre Fragen, Lösungen und Erkenntnisse. Auf einer Lernplattform wird der Workshop online begleitet. Hier hat jeder Schüler auch ein eigenes Lerntagebuch zum Reflektieren und Dokumentieren. Am Ende wird jede Kugelbahn real und mit einem Video präsentiert. Miriam Asmus und Petra Engelhardt, LIFE e.V. und Hans-FalladaSchule, Berlin

Leitthema: Kreativer Unterricht Cyanotypie - Lichtinduzierte Reaktionen auf dem Papier Die Cyanotypie ist ein altes fotografisches Verfahren auf der Basis von Eisensalzen. Gegenüber dem viel bekannteren Silbersalzverfahren zeichnet es sich durch eine Reihe von Vorteilen aus, die es ermöglichen, diese Technik ohne großen Aufwand in den naturwissenschaftlichen Unterricht zu integrieren. Während des fotografischen Prozesses entsteht in der lichtempfindlichen Schicht ein blauer wasserunlöslicher Farbstoff (Berliner Blau), dessen Farbtiefe von der Lichtintensität abhängt. Man erhält blaue Bilder auf z.B. weißem Papier, möglich sind auch andere Trägermaterialien. Die Cyanotypie bietet aufgrund ihrer vielen Variationsmöglichkeiten viel Raum für eigene Forschungsarbeit. Kirsten Lauritsen, Heinitz-Gymnasium Rüdersdorf Erfinderkinder - ein handlungsorientiertes Projekt rund um das Thema Erfindungen mit eigener Erfinderwerkstatt Im Projekt "Erfinderkinder" dreht sich alles rund um das Thema Erfindungen, wobei insbesondere auf mechanischer Funktionsweise basierende Erfindungen (Hebelprinzip: Türklinke; Zahnradübertragung: Salatschleuder…) in den Blick genommen werden. Ausgehend von der Untersuchung bereits bestehender Erfindungen aus der Alltagswelt, konstruieren die Kinder in Kleingruppen eigene Erfindungen bzw. Modelle derer. Besonders durch den handelnden Umgang mit den dafür zur Verfügung stehenden Alltagsmaterialien und der Lösung einer individuellen Problemstellung, findet so eine tiefergehende Auseinandersetzung mit verschiedenen technischen Prinzipien statt, Ursache- Wirkungszusammenhänge werden durchdrungen. Lisa Delvenne und Ines Jäger, Vertretungsreserve Grundschule, Nordrhein-Westfalen

Seite 8 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Experimentelle Lernaufgaben im Chemieunterricht Wie kann man mit Alltagsprodukten den Chemieunterricht fachlich bereichern und dabei weitere Kompetenzbereiche ansprechen? Im Team LebensNaherChemieUnterricht haben wir dazu experimentelle Lernaufgaben erstellt, die Kontexte in eine lernprozessorientierte Umgebung integrieren und auf den handelnden Umgang mit Wissen ausgerichtet sind. Die Experimentiertechnik "ChemZ" ermöglicht dabei sichere und zugleich kreative Schülerexperimente, ohne deren Effektivität zu beeinträchtigen. Die in Unterricht und Fortbildungen vielfach erprobten Materialien begeistern nach unserer Erfahrung Lernende wie Lehrende gleichermaßen und zu unserer Idee gehört es auch, sämtliche Materialen kostenlos weiterzugeben. Gregor von Borstel, Andreas Böhm, Manfred Eusterholz, Andy Bindl und Andre von Borstel, Alexandervon-Humboldt Gymnasium Bornheim, Peter-Jörres-Gymnasium Bad Neuenahr, Städt. Gymnasium Hennef, Sankt-Adelheid-Gymnasium Bonn Fraktale aus dem Nanokosmos Ausgangspunkt dieses fächer- und jahrgangsübergreifenden Projekts ist die Untersuchung von chemischen Transportprozessen, die sich im Nanometerbereich abspielen. Anfangs untersuchen Schüler fraktale Brownsche Bäume, die im Labor leicht herzustellen sind. Dann wird ein Computerprogramm erstellt, das das Wachstum eines Fraktals simuliert und den Ausdruck auf einem 3D-Drucker ermöglicht. Jüngere Schüler können das Thema künstlerisch bearbeiten: Beispiele hierfür sind das Anfertigen einer Fotomontage aus Schülerkörpern, die ein Fraktal bilden, die Erstellung eines Musikvideos und der Aufbau eines interaktiven Kunstwerks, bei dem das Wachstum eines Fraktals durch Körperbewegungen gesteuert wird. René Grünbauer, Gymnasium der Regensburger Domspatzen Goldnanopartikel - Von der Synthese zum Türschild Schon im Mittelalter wurden Kirchenfenster mit nanoskaligem Gold rot angefärbt. Im Vergleich zu makroskaligen, „goldfarbenem“ Gold lassen sich Lösungen von Goldnanopartikel in verschiedenen Rottönen herstellen, wobei die Größe der Partikel einen entscheidenden Einfluss auf die Farbigkeit hat. Mithilfe einer einfachen Synthese solcher Nanopartikel können die Schüler der Sek. II diesen Zusammenhang zwischen Teilchengröße und Farbigkeit erfahren. Darüber hinaus wird die erzeugte Reaktionslösung nicht verworfen, sondern für die Herstellung von Türschildern in Zusammenarbeit mit dem Fach Kunst genutzt. Die Gold-Kolloide stellen somit ein zentrales Produkt des Unterrichtsgangs dar. Dr. Katharina Hickmann und Dr. Olaf Lehmann, Gymnasium Herderschule und Wilhelm-Raabe-Schule, Lüneburg Hackerspace goes school Das Projektlabor ist ein - in seiner Art sicherlich einmaliges - Schülertechniklabor. Es ist wesentlich geprägt von den Ideen der selbst organisierten "Hackerspaces", die Ausdruck einer neuen globalen Technikbewegung sind. Diese Ideen werden mit einigen Ansätzen aus Schülerforschungszentren verbunden und weiterentwickelt. Im Projektlabor haben Schüler die Möglichkeit und die Unterstützung, eigene kreative Technikprojekte zu verwirklichen. Die Teams arbeiten, probieren, entdecken und forschen, möglichst eigenständig und eigenverantwortlich. Die Arbeit an eigenen Problemstellungen und Inhalten generiert automatisch ein selbstständiges Lernen, abseits von Zwang und Noten. Berthold Sommer, Michael Schwunk und Christoph Bülter, Berufskolleg Rheine

Seite 9 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Laubbäume an ihren Blättern erkennen – wo ist das Problem? Das Erkennen von Laubbäumen anhand ihrer Blätter ermöglicht interdisziplinären Unterricht in den Fächern Mathematik, Informatik und Biologie. Die Aufgabe ist einfach zu verstehen und für den Menschen mit etwas Übung scheinbar leicht zu bewerkstelligen. Möchte man diese Fähigkeit einem Computer beibringen, so muss man sich ein Modell überlegen, in dem bestimmte Merkmale von Blättern quantifiziert und zur Unterscheidung herangezogen werden können. Spannend ist die Tatsache, dass Schüler ab Klassenstufe 5 diese Aufgabe bewältigen können und auf der anderen Seite auch Abiturienten darin eine Herausforderung finden. Es können dabei sehr unterschiedliche mathematische Werkzeuge zum Einsatz kommen. Martin Bracke, Veronika Hansel, Jochen Petry, Susanne Scheffler-Hausbrandt und Ulrike Sommerlad, Heinrich-Heine-Gymnasium Kaiserslautern Leonardo da Vinci - Das Genie, das Fächer zusammenbringt In diesem Projekt sollen die Schüler verschiedene Werkstücke anhand der Zeichnungen da Vincis entwickeln, welche zum Schuljahresende öffentlich ausgestellt werden. Durch diese Werkstücke werden dann exemplarisch die Lerninhalte mehrerer Fächer vermittelt. Beispielsweise befassen sich die Schüler, wie schon da Vinci anhand seiner anatomische Studien, mit dem Herz. Sie sezieren es, zeichnen Kohleskizzen, bauen ein funktionsfähiges Modell und diskutieren durch dieses Modell den Pumpmechanismus. Mit solch praktischen Arbeiten sollen die Schüler den Zusammenhang zwischen den Fächern erfahren und erleben. Weiter fordert ihnen das Umsetzen der da Vinci-Skizzen in Modelle kreative Lösungsansätze ab. Nico Hirschbolz, Staatliche Realschule Bobingen Mathematik - Ein Beutel voller Experimente Der "Beutel voller Experimente" soll es Schüler ermöglichen kleine, überschaubare Experimente im Mathematikunterricht durchzuführen. Es handelt sich dabei um folgende Themen: 1. Mit Lego rechnen 2. Der Turm von Hanoi 3. Geheime Botschaften 4. Der verflixte Würfel 5. Tangram 6. Vergrößern und Verkleinern 7. Gummivierecke 8. Leonardos Brücke hält 9. Die Brücke über den Main 10. Die Geschichte vom Bauern Schlau Die zehn Experimente im Beutel voller Experimente regen Schüler im Mathematikunterricht an, selbständig tätig zu werden. Anregungen, Arbeitsaufträge, Arbeitsblätter und auch Lösungen sind mit Kopiervorlagen in einem Skript zusammengefasst. Die Schüler nähern sich auf spielerische Weise den jeweiligen Themenkreisen. Bei intensiverer Beschäftigung treffen sie jedoch auch auf anspruchsvolle mathematische Problemstellungen. Werner Heubeck und Edgar Höniger, Staatliche Realschule Bad Staffelstein und Realschule Bayreuth I

Seite 10 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

NATURFORSCHEN - Der Gewichtssinn Der meist unbeachtete Gewichtssinn wird in einem Rollenspiel ("Deutschland sucht den Superspürer") erlebt und seine Grenzen werden erforscht. Die humanbiologische Schwäche im Unterscheiden von Gewichten wird in einem "egg-race" durch den Bau einer Waage aus Alltagsgegenständen kompensiert. Die Unterrichtseinheit ist Teil von NATURFORSCHEN, einem innovativen Unterrichtskonzept, das als zweijähriges "Profilfach" für Schüler der Klassenstufe 5 und 6 ausgelegt ist. Im Zentrum steht die Vermittlung vielfältiger, naturwissenschaftlicher Methoden. Es werden mit einfachen Mitteln Unterrichtarrangements geschaffen, die es allen(!) Beteiligten erlauben, diese Methoden zu erproben. Thomas Klein und Tina Müller-Gräff, Max-Planck-Gymnasium, Saarlouis Spiralcurriculum Magnetismus Das Spiralcurriculum Magnetismus zielt drauf ab, die Entwicklung naturwissenschaftlicher Kompetenzen von Anfang an stufengerecht zu fördern. Neben dem Erwerb inhaltsbezogener Kompetenzen steht die systematische Heranführung an naturwissenschaftliche Arbeits- und Denkweisen im Zentrum. Das zugrunde liegende Lernverständnis geht davon aus, das Wissen nicht „vermittelt“ werden kann, sondern von den Lernenden gemeinsam aktiv konstruiert werden muss. Gerade jüngere Lernende sind dabei darauf angewiesen, Wissen auf der Basis konkreter Erfahrungen zu entwickeln – das Spiralcurriculum ermöglicht daher in allen Bildungsbereichen entsprechende Handlungs- und Experimentiererfahrungen. Anja Hirschmann und Ingrid Nachtigäller, Grundschule Atter Osnabrück und Wilhelm Emanuel von Ketteler Grundschule Füchtorf Sunburn or sunscreen - UV-light and the skin Die Unterrichtsreihe "Sunburn or suntan" wird im bilingualen Unterricht der Jahrgangstufen 8 bzw. 9 im Fach Science durchgeführt. In diesem Unterrichtsprojekt geht es um die Wirkungsweise von Sonnencreme (und somit die Verhinderung von Hautschäden durch UV-Strahlen) und die anschließende Herstellung eines eigenen Sonnenschutzprodukts, welches mithilfe eines selbst entwickelten Versuchs basierend auf dem Farbwechsel von UV-Perlen auf seine Wirksamkeit getestet wird. Im Sinne der Gesundheitsvorsorge drehen die Schüler anschließend einen Spot in Videoform, der Gleichaltrige zum Schutz vor Sonneneinstrahlung aufruft. Stefanie Mehta und Sebastian Zacharias, Einhard Gymnasium, Aachen Vom Ionenföhn zum Satelliten mit Ionenantrieb Es wird gezeigt, dass ein Ionenföhn negative Ionen erzeugt, mit denen Glimmlampen zum Aufblitzen gebracht werden und die Konduktorkugeln auf 4-7 kV aufladen. Mit dem Ionengenerator aus einem Föhn wird ein Ionenwind erzeugt, der mit Räucherstäbchen sichtbar gemacht werden kann. Das Rückstoßprinzip eines Ionenantriebs wird mit einem Ionenlifter demonstriert. Mit einer Modellbildungssoftware wird die Bahn eines Satelliten mit Ionenantrieb simuliert. Wer zu den richtigen Zeitpunkten des Fluges den Antrieb einschaltet, kann sich dabei mit dem begrenzten Spritvorrat bis zum Mond hochschrauben. Handwerkliche Fähigkeiten sind bei dem Projekt genauso erforderlich wie ein hohes Abstraktionsvermögen. Holger Bach, Hölty-Gymnasium, Celle

Seite 11 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Leitthema: Naturwissenschaften für die Praxis BÄM - Bunter Älter Mobiler, Apps für Senioren Das Projekt BÄM – BUNTER-ÄLTER-MOBILER, Apps für Senioren - ist ein fächerübergreifendes Schulprojekt begleitet durch das Institut für Geoinformatik der Uni Münster unter Beteiligung der Wirtschaft. Im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2013 „Die Demographische Chance“ wurde das Projekt beim Hochschulwettbewerb der Initiative Wissenschaft im Dialog ausgezeichnet. Die Kernfrage ist, wie wir die Gesellschaft im demogra-phischen Wandel mit mobilen Technologien unterstützen können. Denn auch Senioren wollen Smartphones und Tablets benutzen. Das Ziel des Projektes ist es einen Prototyp für eine Senioren-App zu entwickeln. Dabei werden alle typischen Projektphasen – in parallel arbeitenden Teilgruppen - durchlaufen: Umfrage - Erhebung von Geodaten - Programmierung. Volker Smit und Zeljko Malinovic, Gustav-Heinemann-Schule, Mülheim an der Ruhr Bau eines Modell eines modernen Stromnetzes Seit Fukushima geht der Trend bei der Energieversorgung zu dezentralen, regenerativen Anlagen. Die Kommunikation der Elemente ist Voraussetzung zur Steuerung des Stromnetzes. Im Projekt wurde ein Modell geschaffen, das das Zusammenspiel zwischen Erzeugern und Verbrauchern demonstriert. Auf der Erzeugerseite befinden sich ein Windrad, eine PhotovoltaikAnlage, ein Pumpspeicherkraftwerk und ein Gasturbinenkraftwerk, auf der Verbraucherseite Haushalte, Gewerbe und Bauernhöfe und eine Beleuchtung. Neben Displays demonstrieren LEDs hohe Leistung. Es wurden reale Daten ausgewertet, Modelle gefertigt, ein Flyer zur Energiewende entworfen sowie für den Arduino programmiert. Ulrike Englert, Willibald-Gluck-Gymnasium, Neumarkt Bioakustik - Automatisches Erkennen von Vogelstimmen Wenn man erklärt, dass Schüler der gymnasialen Mittelstufe im Rahmen eines dreijährigen MINTProjekts eine Smartphone-App entwickeln, die automatisch Vögel anhand ihres Gesangs erkennen kann, erntet man ein Lächeln oder ungläubiges Kopfschütteln. Doch es geht! Und auf dem Weg zum Ziel warten viele spannende Teilprojekte wie die Analyse der Funktionsweise einer Parabolantenne sowie deren Bau. Mathematische Werkzeuge wie die Spektralanalyse, die sich scheinbar dem Zugang in der Schule entziehen, können mit Hilfe von physikalischen Experimenten erleb- und benutzbar gemacht werden. Die Verbindung von Theorie, Praxis und Kreativität ist der Schlüssel zum Erfolg. Martin Bracke, Jochen Petry und Cathrine Roclawski, Heinrich-Heine-Gymnasium Kaiserslautern Die Physik-Show Nach einer Show der „Physikanten“ aus Witten in unserer Aula waren viele Schüler begeistert. Das war ein guter Anknüpfungspunkt, um Schüler näher an das Fach Physik heranzuführen: Ich habe zu einer Arbeitsgemeinschaft „Physikalische Experimente“ eingeladen. Nach jedem Halbjahr hat diese AG mit Schülern des 5. Jahrgangs eine Show entwickelt und vor über 100 Schülern präsentiert. In der ersten Physikshow haben wir spektakuläre Phasenübergänge (mit „Knallkugeln“ und flüssigem Stickstoff) gezeigt und mit Hilfe des Luftdrucks ein Ölfass zerquetscht. Thema der zweiten Show waren u.a. Experimente mit Trockeneis, z.B. die Herstellung eines Modell-Kometen. Zurzeit bereiten wir die dritte Show zum Thema „Feuer und Flamme“ vor. Günter Glöckner-Rohm, Gesamtschule Scharnhorst, Dortmund Seite 12 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

Nanotechnologie im Alltag - nützlich aber nicht unproblematisch Da im Alltag vermehrt Nanomaterialien eingesetzt werden, wird auch die kritische Betrachtung der Nanoprodukte immer wichtiger, weil Langzeitstudien zu den Gefahren für die menschliche Gesundheit fehlen. Im Projekt lernen die Schüler die Grundlagen der Nanotechnologie kennen und beschäftigen sich in Gruppen u.a. mit der Umwelttoxizität von Nano-Silber, der Wirkung von NanoGold auf menschliche Zellen, der Übertragung des Lotus-Effekts auf technische Oberflächen, die Verwendung von Ferrofluiden in der Krebsforschung und dem Einsatz von Nanomaterialien in Sonnencremes und Zahnpasta. Dabei erkennen die Schüler das Potential der Nanotechnologie, werden aber auch für mögliche Gefahren sensibilisiert. Christine Bethke, Humboldt-Schule Kiel Physikunterricht trifft Industrie Im Rahmen des Projekts ‚Physikunterricht trifft Industrie‘ entwickeln Schüler der Klasse 6 elektronische Schaltungen mit aktuellen Bauteilen und attraktiver Funktionalität mit Hilfe einer CAD-Software. Ein erster Test erfolgt im Unterricht, indem die Schaltung auf handelsüblichen Lochrasterplatinen aufgebaut wird. Der Clou ist die Herstellung des fertigen Produkts in einem Betrieb der Elektronikbranche: Im Rahmen der Kooperation mit der Fa. W & T in Wuppertal besuchen die Schüler den Betrieb, lernen dort die Entwicklungs- und Produktionsabläufe kennen und stellen vom Belichten der Leiterplatten bis zum fertigen Produkt ihre eigenen Schaltungen her. Benedikt Stratmann, St. Anna Schule, Wuppertal

Leitthema: Länderübergreifende Kooperationen Creating a PopUp-Book - Come together Ein Projekt in Zusammenarbeit mit kanadischen Grundschulen. Ausgehend von einer Geschichte ist es die Aufgabe der 9-13jährigen eine Figur oder eine Situation in einer Bewegung darzustellen. So sollen Grundlagen der physikalischen Mechanik verständlich gemacht werden. Erforderlich sind auch Fähigkeiten mathematischer Art. Es muss genau gemessen, gezeichnet und konstruiert werden, um Ergebnisse zu erzielen. Entstehen können Figuren und mathematische Formen wie Würfel, Quader, Pyramiden, Spiralen... Die Ausgestaltung der Figuren oder Szenen erfordert kreative und künstlerische Kräfte. Ziel ist das Entstehen eines PopUp-Buches. Die verschiedenen Schritte, das Material und die Werkzeuge sowie die Erfahrungen des Projektes werden dokumentiert und zur Verfügung gestellt. Die Partner(-Klassen) stellen ihre Produkte zum Abschluss vor. Wilfried Meyer und Kirsten Yüzüncü, Grundschule am Halmerweg, Bremen Ein Lernlabor für Mali Schüler der Willy-Brandt-Gesamtschule haben im Chemieunterricht Experimentierkästen für Schüler aus Mali entwickelt. Dazu mussten Schüler einer 8. Klasse in Gruppen acht Experimente auswählen, mit Fotos und Texten die Durchführung dokumentieren, aus den Fotos und Texten eine Versuchsanleitung erstellen und die Laborgeräte für die Versuche zusammentragen. Die fertigen Experimentierkisten wurden in einer 5. Klasse getestet und danach die Versuchsanleitung noch einmal verbessert. So sind sechs Experimentierkisten entstanden, die durch die Organisation Sterntaler für Afrika e.V. nach Mali transportiert wurden. Das Projekt wurde vom Fond der chemischen Industrie gefördert. Claudia Ohlwein, Willy-Brandt-Gesamtschule Bottrop Seite 13 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent

HOBeeBox - Schüler bauen eine Bienenkiste Die HOBeebox stellt einen Top Bar Bienenstock dar, der mit verschiedenen Sensoren und einer Wetterstation ausgestattet ist. Damit vereinigt er die reale Welt und die digitale Welt. In der realen Welt beobachten die Schüler IHRE HOBeebox, versorgen die Bienen und erfahren so die Umwelt hautnah. Innerhalb der digitalen Welt werden verschiedene Messwerte (Temperatur, Stockgewicht etc.) innerhalb und außerhalb der jeweiligen HOBeebox erfasst, gespeichert und mit Hilfe der Universität Würzburg werden die Daten der verschiedenen Standorte vernetzt. Schüler können erfahren, lernen und sich fragen wie sich Bienen weltweit verhalten. Christoph Bauer und Martin Otersen, Friedrich Koenig Gymnasium und Deutschhaus Gymnasium, Würzburg Wasser ist viel mehr als H2O! Finden wir noch die Quellen, an denen einst unsere Siedlungen gegründet wurden? Wie groß ist der Einfluss der lokalen geologischen Situation, der Niederschlagsmengen im Jahresverlauf und des Menschen auf die Zusammensetzung einer Wasserprobe? Sich mit einem authentischen Problem zu beschäftigen, motiviert Schüler bekanntes Wissen zu vertiefen und fächerverbindend zu vernetzen. Zudem bietet dieses Thema zahlreiche Optionen für eigene Experimente. Das Projekt dient daneben dem didaktisch-methodischen Austausch zwischen Lehrern. Vielleicht kann es einen Beitrag leisten, sich mit der nachhaltigen Nutzung der Ressource Wasser über Ländergrenzen hinweg zu beschäftigen. Jens Viehweg und Otmar Winkler, Landesgymnasium Sankt Afra, Meißen

Kontakt: Science on Stage Deutschland e.V. Geschäftsführerin: Stefanie Schlunk Poststr. 4/5 D – 10178 Berlin Tel.: 030/4000 67 40 E-Mail: [email protected] www.science-on-stage.de

Seite 14 von 14 www.science-on-stage.de/auswahlevent