Verknüpfung von Ingenieurs- und Naturwissenschaft in einem „Nano“-Schülerlabor

Ansprechpartner: Tim Göbel

Studien zeigen, dass Schülerinnen und Schüler in Deutschland oft die Relevanz naturwissenschaftlichen Wissens nicht erkennen. Zudem finden sich ingenieurswissenschaftliche Fragestellungen, die die Nützlichkeit naturwissenschaftlicher Kenntnisse zeigen würden, so gut wie gar nicht als Gegenstand von Unterricht in allgemeinbildenden Schulen (Höttecke, 2009). Ziel dieses Forschungsprojektes ist es daher, die Ingenieurs- und Naturwissenschaften zu verknüpfen, indem der Prozess der technischen Entwicklung mit dem Weg der Erkenntnisgewinnung in der Naturwissenschaft zusammengeführt wird. Die Verknüpfung der beiden Wissenschaften ist erstrebenswert, da sich durch diese Verbindung im Sinne der Kontextualisierung naturwissenschaftlichen Wissens die Motivation und das Interesse auf Seite der Schülerinnen und Schüler an technisch-naturwissenschaftlichen Fragestellungen erhöhen könnten. Zudem könnten die Lernenden auf diese Weise den grundsätzlichen Prozess von der Grundlagenforschung bis zur fertigen technischen Anwendung besser verstehen, wodurch einer informierten Bewertung möglicher Technikfolgen als wichtigem Aspekt der Mündigkeit Vorschub geleistet werden könnte (Göbel, 2019).

Im englischsprachigen Raum sind erste Konzepte mit dem INSPIRES-Programm (Increasing Student Participation, Interest and Recruitment in Engineering and Science) erarbeitet worden, die einen positiven Effekt in dieser Zusammenführung sehen (Sneider, 2015), für Deutschland fehlt es aber noch an einer entsprechenden Adaption.

Als inhaltlicher Schwerpunkt der geplanten Zusammenführung soll der Bereich der Nano-strukturen und dessen Relevanz für die Chemie und den Chemieunterricht in den Blick genommen werden. Im Rahmen dessen soll dazu ein Schülerlabor an der Universität Kassel eingerichtet werden. Ausgehend von alltagsnahen Problemen, die sowohl in der Technik, als auch in der Forschung relevant sind, sollen den Schülerinnen und Schülern in der vorbereiteten Lernumgebung Einblicke sowohl in Methodiken als auch in inhaltliche Aspekte aktueller technischer und naturwissenschaftlicher Forschung geboten werden. Zur Analyse der Nanostrukturen werden ein Rasterkraftmikroskop und ein Rasterkraftmikroskop für Schüler (AFMone) eingesetzt. Mit Hilfe einer qualitativen Begleitforschung werden die Effekte der entwickelten Lernumgebung erfasst.

Literatur

Sneider, C. (2015). The Go-To Guide for Engineering Curricula, Grades 9–12: Choosing and Using the Best Instructional Materials for Your Students. Thousand Oaks: Corwin-Verlag.

Höttecke, D. (2009). Chemie- und Physikdidaktik für die Lehramtsausbildung. 1.Auflage. Berlin: Lit-Verlag.

Göbel, T. (2019). Ergänzung zum bestehenden Angebot zum Themenfeld Nanostrukturen: Entwicklung von schülergeeigneten Experimenten und Analyse ihrer Nutzbarkeit für Untersuchungen mit dem AFMone. Kassel: Onlinebibliothek der Universität Kassel (KOBRA). doi:10.17170/kobra-202007231485